专用变频器在抽油机节能改造中的应用

论专用变频器在抽油机节能改造中的应用

摘要：变频器是一种可以大幅度提高工艺的高效性的技术产物，它能够应用在大部分的工作电机上，由于它能提供精确的速度控制，因此可以方便地控制机械传动的上升、下降和变速运行。对变频器相关知识的介绍可以使人更好的了解并应用变频器，并使这种技术得到发展。目前油田上的抽油方式大概分为三种，一种为游梁式抽油机，俗称磕头机，是最常用的一种；另一种为摩擦式抽油机，要求电动机来回正反转实现换向，上下冲次可调；第三种为螺杆泵。本文以风光抽油机为例，主要介绍了采用变频调速技术，使抽油机的运动规律适应油井的变化工况，实现系统效率的提高，达到节能增产的目的。

关键词：变频器抽油机节能改造

抽油机是目前采油生产中的主要设备，其数量达10万台以上。电动机装机总容量在3500万kw，年耗电量达百亿度以上。从目前看来，在我国以水换油和以电换油的现象绝大数油田的现实，我国的石油开采成本中，耗电费占据了绝大部分比例。因此，必须加强石油开采成本，石油行业及相关部门应加强对电能节约的重视，通过采取有效的节能方法来确保电耗节省，以降低石油开采的成本，创造更多的经济效益与社会效益。

一、游梁式抽油机的工作原理

抽油机电机是以周期性的脉动负荷，同时通过配备平衡块在叠加有瞬间的冲击中来减小抽油机上下冲程负荷的波动。游梁式抽油机

通过电机来带动减速机，再通过减速机来对皮带轮进行带动，而皮带轮带动两个重量较大的钢铁所制的滑块来进行旋转，该旋转运动来回往复，并在杠杆的作用下将盛油器循环提上放下，之后将油带出地面后进入到输油管道来完成整个抽油过程。在抽油过程中，由于抽油机电机往往低负荷率运行，因而造成功率因数低效率低，电能的消耗极大。因此，在对抽油机电机进行选配设计时，要确保抽取量大于实际负荷，但是，要避免抽油机在运行中出现无功抽取所造成的油井开采电费成本浪费。这就要求对抽油机进行节能改造，从电动机本身考虑可以采取对电动机负荷率与效率进行提高。此外，如果从系统来进行考虑，应改变电动机的机械特性来提高整个系统的协调性，确保系统效率提高。从两者比较看来，改变电动机的机械特性的节能潜力要大得多，在抽油机上应用变频调速技术可以使整个系统很好的配合，还能有效提高自动化程度，降低人工劳动强度，具有很好的综合节能效果。

二、抽油机专用变频器工作原理

抽油机专用变频器与其他一般的变频器相比较，其具有自身特点。由于抽油机载荷具有特殊性，在野外工作，必须要按照严格的工业规范设计标准来制造专用的变频器用于抽油机中，通过将无线电干扰滤波器、制动电路或回馈电路、防雷击装置以及线路电抗器集成到专用变频器中，以此来确保整机更加可靠。此外，风光抽油机专用变频器内置了专用的运动控制程序，风光抽油机专用变频器可以根据油井的实际情况，对油井的工作参数与工作方式来进行操

作设置，通过运算处理后，变频器自动调整抽油井工作制度，以此来对抽油机的冲程频次加以改变，从而达到上下冲程可以进行平稳过渡。而变频器本身不仅具有抽油机所需的各种保护功能，而且风机可以对温度进行自动控制，达到了节能相应能耗的实际效果。三、抽油机专用变频器的实际节能应用

风光抽油机专用变频器通过以油井的工况为依据来调节冲程频

次与上下冲程的速度，从而使得油井供排系统达到了很好的动态协调效果。例如在某油条30口油井上，通过实验的数据对照表明在抽油过程中，单井的平均增产20%，其平均节电也在20%上下。我国分别对前期井、中后期井进行了变频改造，前期井由于刚刚开采，所以储油量较大，为了可以有效提高实际功效，可以采用提高抽油机冲程频次让变频运行至65hz，电机转速随着频率而提高，其采油量也相应得到提高，实际工效增长了1.2倍。由于中后期的油井储量较少，且供液不如刚开采时的足量，如何电机还在不断运行肯定会造成电能浪费，导致不必要的损耗。因此，可以将抽油机的冲程频次进行调整，并选用上快下慢的开采工艺，其运行频率在

35-45hz，这样不仅可以使电机的平均转速下降，还可以在采油设备负荷较轻的情况下节约电力，达到了很好的节能效果。

四、抽油机变频器节能应注意的问题

在节能改造中，由于抽油机的启动转矩大，因此必须要设置合理的转矩提升曲线，避免造成电压不足或过高所导致的电流增大。同时，在抽油机滑块下降过程中的负荷减轻，电机进入再生发电状态，

过高的电压会损坏变频器主器件，因此，必须要加制动回路，可以及时释放再生电压能，从而确保主回路器件可以安全工作。此外，由于抽油机通常都是在恶劣环境的野外工作，而且很多油井都是没有人看守的，因此对变频器的环境适应能力与可靠性提出了更高的要求。对此首先要选用可靠性高的变频器，并设计双层控制柜，不仅可以避免阳光直射，同时还应使变频器在理想的温度环境下工作。

五、结束语

综合上述，由于我国大多数油田都要靠注水来压油入井，通过抽油机将油从底层中提升出来。在此过程中会浪费大量能耗，因此，必须加强采油效率的提高，降低采出液的吨液能耗，提高产量。通过使用变频控制技术很好的改变了抽油机的运动与动力特性，达到了有效的动态协调，不仅可以有效的提高工效，还可以在增加采油量的同时节约电能，保护机电设备，从而具有广阔的应用前景。参考文献

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