變頻器節(jié)能技術(shù)在油田中應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

　　所謂的變頻器就是正弦交流電，將交流電通過整流，變成直流電，再將其按照正弦軌跡變成脈沖波，最后用電容器將不同幅值的脈沖波濾波，形成較平滑的積分曲線。變頻器的頻率改變是通過改變脈沖的寬度得以實現(xiàn)的。變頻器用于電機調(diào)速，根據(jù)電機所帶負載的需要可分為以下三種：變頻啟動，用于較大負載的啟動；變頻停止，用于不能立即停車或減速的負載；變頻運行，用于負載負荷大小調(diào)整率。

　　2、變頻器技術(shù)在油田企業(yè)中的發(fā)展

　　變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)能效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。所以在我國油田企業(yè)中對變頻器進行了改造，并取得了顯著的成果。下面以野豬峁注水站變頻改造成功事例舉例說明。

　　野豬峁注水站三臺132千瓦注水泵是高壓離心泵匹配高壓電機，大功率系統(tǒng)運行常是“大馬拉小車”，效率低下。注水壓力靠泵出口安裝的電接點式壓力表控制，泵、電機匹配難以達到在泵的最佳工況點運行，管網(wǎng)效率低，電能損失高達50%以上。工作人員對其進行了變頻改造，通過變頻改造，對注水泵電機轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，不但達到了恒壓注水；同時軟起軟停的功能代替了減壓啟動，使電機起停平穩(wěn)，減少了對電網(wǎng)和機械設(shè)備的沖擊，不會造成管網(wǎng)壓力、流量、流速的劇烈變化，不需要閥門截流，因此對防止汽蝕、水擊、喘振極為有利，可以延長管網(wǎng)、泵、閥門的維修周期和使用壽命。不但提高了我廠注水工藝的自動化管理水平，而且達到節(jié)能的效果，從而大量降低了注水工藝成本。同時還大幅度降低了耗電量，減少了電費支出。最為明顯的是改造前注水泵運行時電流為130A以上，使用變頻后，電流降為95A以下。根據(jù)變頻使用前后平均每月的耗電量繪制出對比圖(見圖1)，可以看出注水泵的耗電量對比情況。

　　3、變頻器技術(shù)在油田企業(yè)中的廣泛應(yīng)用

　　3.1變頻器在游梁式抽油機控制中的應(yīng)用

　　游梁式抽油機的動作原理是交流電動機恒速運轉(zhuǎn)帶動抽油泵，沿著重力作用方向進行往復(fù)運動，從而把原油從數(shù)百至數(shù)千米的井下抽到地面。在運作過程中可能會對整個電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致電網(wǎng)供電質(zhì)量下降，功率因數(shù)降低，面臨被供電企業(yè)罰款的危險；頻繁的高壓沖擊會損壞電機，對電動機沒有可靠的保護功能，一旦電機損害，造成生產(chǎn)效率降低、維護量加大，極不利于抽油設(shè)備的節(jié)能降耗，給企業(yè)造成較大的經(jīng)濟損失。另一方面，游梁式抽油機引入兩個大質(zhì)量的鋼質(zhì)滑塊，導(dǎo)致抽油機的起動沖擊大等諸多問題。在對游梁式抽油機的交流變頻技術(shù)改造后提高了電網(wǎng)的質(zhì)量減小了對電網(wǎng)的影響，同時也起到了節(jié)能的目的。

　　3.2變頻器在電潛泵控制中的應(yīng)用

　　電潛泵是井下作業(yè)的多級離心泵，同管道一同下井，地上電源經(jīng)過變壓器、操控屏和電潛泵專用電纜將電能輸送給井下電潛泵電機，使電機鼓動多級離心泵旋轉(zhuǎn)將電能轉(zhuǎn)換為機械能，把油井中液體舉升到地面上來。由于電潛泵是在地面以下2000多米的井底工作，工作環(huán)境非常惡劣(高溫、強腐蝕等)，傳統(tǒng)的供電方式原全壓、工頻使它故障頻繁，運行成本大。對電潛泵井進行變頻改造后，實現(xiàn)了電潛泵的軟啟動、軟停車，有效地保護了電潛泵與電纜；通過調(diào)節(jié)頻率可方便的調(diào)節(jié)油壓，避免了電潛泵在高壓下長期運行；延長了電潛泵的壽命。

　　3.3變頻器在注水泵控制中的應(yīng)用

　　油田注水設(shè)備多選用高壓離心泵匹配高壓電機大功率體系功率低下，注水壓力靠泵出口閘手動操控。即靠改動管網(wǎng)特性由線來調(diào)理泵的排量，泵與電機難以達到最佳運轉(zhuǎn)，管網(wǎng)功率低，電能丟失達到50%以上。經(jīng)變頻改造后完成了電機軟啟動，自在泊車。前進了功率固數(shù)，改進了電機電源質(zhì)量。電機的功率與實踐負荷相匹配，體系到節(jié)能運轉(zhuǎn)的意圖。消除了泵的喘振表象，使泵運轉(zhuǎn)處于最佳工作狀況。完成了壓力自動操控，被調(diào)理量得到更平穩(wěn)的調(diào)理，增強了體系的穩(wěn)定性和牢靠性。

　　變頻器技術(shù)的應(yīng)用，是現(xiàn)代科技社會發(fā)展的需求，是油田企業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物。變頻器技術(shù)已經(jīng)經(jīng)深透到油田企業(yè)的各個技術(shù)部門，并發(fā)揮著它巨大的作用在節(jié)能上做出了貢獻，但是在有些技術(shù)部門中還存在問題有待于解決，例如游梁式抽油機控制和電潛泵控制中的應(yīng)用還存在問題。變頻器技術(shù)在油田企業(yè)的應(yīng)用中，變頻器的控制問題和成本問題都需要解決，這樣才能使變頻器更充分的在油田企業(yè)中發(fā)揮作用。希望通過大家的努力使變頻器技術(shù)更加的完善，給國家和人民造福。