抽油机变频控制柜在采油管理中的应用

熊辉(胜利油田石油开发中心有限公司胜科分公司采油三队 山东 东营 257000)

随着我国科技的发展，变频技术发展迅速，在油田的生产与I T领域中的应用日趋广泛。变频技术实质上结合了变频调速技术、信息技术以及出传感器技术等高科技技术，在开发油田的过程中，抽油机能源的消耗问题将会得到解决。通过传感器技术来实现模拟控制机械，使其在运行阶段一直保持最好的状态，最终实现节约能源的作用。

一、抽油机变频控制柜的作用

变频技术是一种新型的技术，一般情况下，抽油机的工作状态有两种：第一、一种电动机的驱动部分设备经过运动抽油机就能够从电网上获得一定的电能；第二、释放出一定的能量，主要是由机械部分的设备来带动电动机运动，是一个发电的过程。在此阶段内，抽油机能够将势能转化为电能，并回馈给电网[1]。假如在此时不使用变频技术，这些电能是能够直接反馈给电网的，在此时间不会浪费电能。在使用变频器时，一般的变频器输入就是二极管整流，这样的能量不能往相反的方向流动，没有电能回流电网通路时，就会导致变频器的回流，使电压升高，造成直流过压的保护状况，因此必须对这些电能进行处理。在油田的生产过程中，变频技术结合了模糊控制技术以及信息技术等，充分改善了抽油机的能耗。运用这样的变频调节技术，就能够实现采油节能的目的。随着变频技术的应用越来越广泛，在热采区使用变频技术能够有效的调整抽油机的能耗。

二、油田电动机节能概述

目前，油田电动机的节能通常要分为三个阶段：第一、是通过提高电动机的负荷率以及功率的因数来实现节能；第二、是人为的改变电动机的机械特性来实现符合特性的柔性配合，通过改变电频来实现节能；第三、是在设计方面改变电动机的机械特性，例如高转差电动机以及超高转差电动机等，以此提升系统的运行效率。

1.变频调速电动机

变频调速是新型的节能技术，通常是在普通电动机电源上安装变频器，降低电动机的容量，使负荷率得到提升。当变频器的输入功率因数接近1时，就能够改变上下冲程的速比，还能够改善抽油机系统的配合，达到节能的目的。

2.工作原理

目前抽油机变频柜在处理可再生电能源的方式主要有再生制动、吸收电容以及制动电阻等。更为先进的方式就是利用再生制动将部分电能量反馈给电网。当抽油机的能量被反馈到智能变频控制柜中时，就能够在电动机驱动抽油机工作的过程中由主变频器从电网中吸收电能量。而在油井稀释能量的过程中，则由回馈变频器将这部分能量转变为与电网的电压同相同的正弦波，经过过滤后在回馈给电网，节能效率能够达到30%-60%。

三、抽油机变频控制柜在采油管理中的应用

采油管理中的智能变频控制柜应用了双变频技术，其能够有效的实现抽油机中传递的优化与能量的转化。一般的变频控制柜与这种变频控制柜有着巨大的差别，其能够再次返回到变频器的直流缓解中，拥有可再生特性的电能转化，且还能够与电网的电源具有同样的交流正弦波与使用滤波，将这种可再生的电能传给电网，供其利用[2]。此外，还可改造电磁调速电机，将电磁调速机的范围调至最大档，并将变频器的频率调至最低，有效的提升节能效果与运营效率。实践证明，这样配置使用，能够使节电率达到32%-62%，因此在当代油田开采等方面得到了广泛的应用。

近年来，人们对于抽油机在电动节能方面的实验做了很多研究，为油田的节能开采做出了巨大的贡献。在普通的电动机能源上，加上变频器就能够有效的降低电动机的容量。在很大程度上提升了负荷率，此时变频器的输入功率会逐渐接近1，如此便会改变上下冲程的速比，优化抽油机系统配置，且在发电时能够通过电阻回馈给电网，达到利用能源的效果。

抽油机的变频控制柜在采油管理中一般具有以下几点优势：第一、能够有效的保护过压、过载、过流以及三相不平衡；第二、能够软停止、软启动，以次减少工频启动引发的电缆与电机的绝缘老化，延长设备的使用寿命，减少维修的几率；第三、安全性好。使用变频控制柜能够有效的减少抽油机全部系统的运行速度，以及减轻运动以及传输部分的磨损以及疲劳；第四、使电网的能量得到回馈，增加其经济效益；第五、可以将工频旁路系统做备用，按照不同的需求来转换工频旁路的运行，保证生产能够顺利进行，使用抽油机变频控制柜，能够有效的节约能源[3]。通过一些对油井中调速的电机进行改造后，节电率能够达到36%。为了有效的提升游梁式抽油机的节能效果，在特定情况下，应当对现有的电动机的机械特性进行改善，使抽油机的机械特定与负载的特性能够相互协调。

结语

综上所述，想要有效的提升抽油机在工作中的节能效果，就应当从改善电动机的机械方面入手，使机械特性与抽油机的特性相互配合，相互作用，以此提升系统效率。

[1]吕永华,范春艳,李兵,张光云.现场提高游梁式抽油机系统效率的做法[J].中国石油和化工标准与质量.2012,23(01)：43-46.

[2]Jayantha P.Liyanage.State of the art and emerging trends in operations and maintenance of offshore oil and gas production facili⁃ties:Some experiences and observations[J].International Journal of Automation and Computing.2010,11(11):23-25.

[3]黄浩轩,李燕,杨家林,刘黎明,口俊林.对摩擦换向式塔架抽油机安全节能整改的综合评价[J].中国石油和化工标准与质量.2013，37(22)：57-59.