抽油機井變頻柜在油田現場(chǎng)的應用

Y一△轉換適合功率利用率低、大馬拉小車(chē)嚴重的抽油井使用。電機三角形啟動(dòng)后，再將定子繞組切換成星型接法運轉。轉換后平衡變差，如果角接時(shí)平衡性差，轉換后平衡性更差，現場(chǎng)需要轉換井平衡性好。

④功率因數控制器

功率因數控制器，主要是采用單片機實(shí)時(shí)檢測電機電壓與電流之間的相位差變化，控制晶閘管的導通角，自動(dòng)調節電機的供電電壓，使電機在空載或輕載時(shí)降壓運行從而達到提高功率因數，節能的目的。但是在實(shí)際應用過(guò)程中節電效果不太理想，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，引起電機發(fā)熱和振動(dòng)，影響了節電效果。

⑤無(wú)功補償器

無(wú)功補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(wú)功補償，減少無(wú)功電流來(lái)提高功率因數，降低供電變壓器負荷，從而降低網(wǎng)損達到節電的目的。目前這種技術(shù)應用比較廣泛，效果也較好，缺點(diǎn)是不能提高電機效率，也不能降低電機輸入功率，功率因數提高到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)現了電動(dòng)機的軟啟動(dòng)，對電網(wǎng)無(wú)沖擊，電動(dòng)機功率因數可由0. 25～0. 50 提高到0. 90以上，從而減輕了電網(wǎng)及變壓器的負擔，降低了線(xiàn)損。操作方便，不需停產(chǎn)即可根據油井的實(shí)際供液能力，動(dòng)態(tài)調整抽取速度。利用最新研制的四象限矢量控制變頻調速器，配以過(guò)程控制、位置傳感等技術(shù)改造現有的抽油機，可以實(shí)現油井節電、增效和增產(chǎn)，從而提高整個(gè)有桿抽油系統的機采效率。

2、優(yōu)化參數分析

優(yōu)化抽油參數是根據油井動(dòng)態(tài)變化，以低能耗為目標及時(shí)調整抽油參數。做法是長(cháng)沖程、低沖次、合理泵徑。選擇低沖次的方法是很重要的工作。

常規抽油機生產(chǎn)時(shí)油井平均沖次計算公式：

式中： s—電機轉差率；

—電源頻率，hz；

—電動(dòng)機的磁極對數。

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

換減速箱大皮帶輪直徑成本較高，可操作性差。

表2 降低電機轉速方案對比

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

三、抽油機井變頻調速適應性分析

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，也就是光桿運行速度。其它參數不變，油井能耗與抽汲速度成正比。沖次將隨著(zhù)電源頻率的改變而改變，而且兩者的變化為正比關(guān)系。因此調低頻率油井輸入功率降低。