抽油機(jī)井變頻柜在油田現(xiàn)場的應(yīng)用

Y一△轉(zhuǎn)換適合功率利用率低、大馬拉小車嚴(yán)重的抽油井使用。電機(jī)三角形啟動后，再將定子繞組切換成星型接法運(yùn)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)換后平衡變差，如果角接時(shí)平衡性差，轉(zhuǎn)換后平衡性更差，現(xiàn)場需要轉(zhuǎn)換井平衡性好。

④功率因數(shù)控制器

功率因數(shù)控制器，主要是采用單片機(jī)實(shí)時(shí)檢測電機(jī)電壓與電流之間的相位差變化，控制晶閘管的導(dǎo)通角，自動調(diào)節(jié)電機(jī)的供電電壓，使電機(jī)在空載或輕載時(shí)降壓運(yùn)行從而達(dá)到提高功率因數(shù)，節(jié)能的目的。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中節(jié)電效果不太理想，主要原因是電壓的變化速率跟不上電流的變化速率。另外由于可控硅引起電流產(chǎn)生諧波，受瞬變電勢和瞬變電流的影響，引起電機(jī)發(fā)熱和振動，影響了節(jié)電效果。

⑤無功補(bǔ)償器

無功補(bǔ)償器主要是采用加裝一定容量的電容器對電網(wǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償，減少無功電流來提高功率因數(shù)，降低供電變壓器負(fù)荷，從而降低網(wǎng)損達(dá)到節(jié)電的目的。目前這種技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，效果也較好，缺點(diǎn)是不能提高電機(jī)效率，也不能降低電機(jī)輸入功率，功率因數(shù)提高到0.5～0.6，電容器容易損壞。

⑥變頻控制器

變頻控制柜是實(shí)現(xiàn)了電動機(jī)的軟啟動，對電網(wǎng)無沖擊，電動機(jī)功率因數(shù)可由0. 25～0. 50 提高到0. 90以上，從而減輕了電網(wǎng)及變壓器的負(fù)擔(dān)，降低了線損。操作方便，不需停產(chǎn)即可根據(jù)油井的實(shí)際供液能力，動態(tài)調(diào)整抽取速度。利用最新研制的四象限矢量控制變頻調(diào)速器，配以過程控制、位置傳感等技術(shù)改造現(xiàn)有的抽油機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)油井節(jié)電、增效和增產(chǎn)，從而提高整個(gè)有桿抽油系統(tǒng)的機(jī)采效率。

2、優(yōu)化參數(shù)分析

優(yōu)化抽油參數(shù)是根據(jù)油井動態(tài)變化，以低能耗為目標(biāo)及時(shí)調(diào)整抽油參數(shù)。做法是長沖程、低沖次、合理泵徑。選擇低沖次的方法是很重要的工作。

常規(guī)抽油機(jī)生產(chǎn)時(shí)油井平均沖次計(jì)算公式：

式中： s—電機(jī)轉(zhuǎn)差率；

—電源頻率，hz；

—電動機(jī)的磁極對數(shù)。

調(diào)換小直徑皮帶輪是現(xiàn)場普遍采用的方法，成本低，使用方便，除非換12極電機(jī)否則最多能降到4次/分。增加抽油機(jī)減速箱傳動比有兩種方法：一種是更換大總傳動比更大的減速箱，傳動比至少要達(dá)到32；另外一種是對減速箱技術(shù)改造，在原減速箱基礎(chǔ)上更換短齒齒輪。這兩種方法成本高，不宜在現(xiàn)場使用。

換減速箱大皮帶輪直徑成本較高，可操作性差。

表2 降低電機(jī)轉(zhuǎn)速方案對比

綜上所述，對比可實(shí)施的幾種方案（表2），從優(yōu)選節(jié)能設(shè)備和優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)的角度考慮，對于一些低產(chǎn)井和液面波動大的井，由于受到皮帶輪最小包角和沖次有級調(diào)整的限制，達(dá)不到供排合理的抽油機(jī)井使用變頻控制柜是最理想的選擇。

三、抽油機(jī)井變頻調(diào)速適應(yīng)性分析

1、變頻對輸入功率影響

輸入功率 與油井工作制度關(guān)系可以用下式表示：

上式表明：影響輸入功率大小關(guān)鍵因素是沖程和沖次乘積，也就是光桿運(yùn)行速度。其它參數(shù)不變，油井能耗與抽汲速度成正比。沖次將隨著電源頻率的改變而改變，而且兩者的變化為正比關(guān)系。因此調(diào)低頻率油井輸入功率降低。