變頻器節能技術(shù)在油田中應用現狀與發(fā)展趨勢

　　所謂的變頻器就是正弦交流電，將交流電通過(guò)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(xiàn)。變頻器的頻率改變是通過(guò)改變脈沖的寬度得以實(shí)現的。變頻器用于電機調速，根據電機所帶負載的需要可分為以下三種：變頻啟動(dòng)，用于較大負載的啟動(dòng)；變頻停止，用于不能立即停車(chē)或減速的負載；變頻運行，用于負載負荷大小調整率。

　　2、變頻器技術(shù)在油田企業(yè)中的發(fā)展

　　變頻調速以其優(yōu)異的調速和起制動(dòng)性能，高效率、高功率因數和節能效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內外公認為最有發(fā)展前途的調速方式。所以在我國油田企業(yè)中對變頻器進(jìn)行了改造，并取得了顯著(zhù)的成果。下面以野豬峁注水站變頻改造成功事例舉例說(shuō)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，大功率系統運行常是“大馬拉小車(chē)”，效率低下。注水壓力靠泵出口安裝的電接點(diǎn)式壓力表控制，泵、電機匹配難以達到在泵的最佳工況點(diǎn)運行，管網(wǎng)效率低，電能損失高達50%以上。工作人員對其進(jìn)行了變頻改造，通過(guò)變頻改造，對注水泵電機轉速進(jìn)行調節，不但達到了恒壓注水；同時(shí)軟起軟停的功能代替了減壓?jiǎn)?dòng)，使電機起停平穩，減少了對電網(wǎng)和機械設備的沖擊，不會(huì )造成管網(wǎng)壓力、流量、流速的劇烈變化，不需要閥門(mén)截流，因此對防止汽蝕、水擊、喘振極為有利，可以延長(cháng)管網(wǎng)、泵、閥門(mén)的維修周期和使用壽命。不但提高了我廠(chǎng)注水工藝的自動(dòng)化管理水平，而且達到節能的效果，從而大量降低了注水工藝成本。同時(shí)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(shí)電流為130A以上，使用變頻后，電流降為95A以下。根據變頻使用前后平均每月的耗電量繪制出對比圖(見(jiàn)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)中的廣泛應用

　　3.1變頻器在游梁式抽油機控制中的應用

　　游梁式抽油機的動(dòng)作原理是交流電動(dòng)機恒速運轉帶動(dòng)抽油泵，沿著(zhù)重力作用方向進(jìn)行往復運動(dòng)，從而把原油從數百至數千米的井下抽到地面。在運作過(guò)程中可能會(huì )對整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，導致電網(wǎng)供電質(zhì)量下降，功率因數降低，面臨被供電企業(yè)罰款的危險；頻繁的高壓沖擊會(huì )損壞電機，對電動(dòng)機沒(méi)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，極不利于抽油設備的節能降耗，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(gè)大質(zhì)量的鋼質(zhì)滑塊，導致抽油機的起動(dòng)沖擊大等諸多問(wèn)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(shí)也起到了節能的目的。

　　3.2變頻器在電潛泵控制中的應用

　　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(guò)變壓器、操控屏和電潛泵專(zhuān)用電纜將電能輸送給井下電潛泵電機，使電機鼓動(dòng)多級離心泵旋轉將電能轉換為機械能，把油井中液體舉升到地面上來(lái)。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(jìn)行變頻改造后，實(shí)現了電潛泵的軟啟動(dòng)、軟停車(chē)，有效地保護了電潛泵與電纜；通過(guò)調節頻率可方便的調節油壓，避免了電潛泵在高壓下長(cháng)期運行；延長(cháng)了電潛泵的壽命。

　　3.3變頻器在注水泵控制中的應用

　　油田注水設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(dòng)操控。即靠改動(dòng)管網(wǎng)特性由線(xiàn)來(lái)調理泵的排量，泵與電機難以達到最佳運轉，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(dòng)，自在泊車(chē)。前進(jìn)了功率固數，改進(jìn)了電機電源質(zhì)量。電機的功率與實(shí)踐負荷相匹配，體系到節能運轉的意圖。消除了泵的喘振表象，使泵運轉處于最佳工作狀況。完成了壓力自動(dòng)操控，被調理量得到更平穩的調理，增強了體系的穩定性和牢靠性。

　　變頻器技術(shù)的應用，是現代科技社會(huì )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(gè)技術(shù)部門(mén)，并發(fā)揮著(zhù)它巨大的作用在節能上做出了貢獻，但是在有些技術(shù)部門(mén)中還存在問(wèn)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用還存在問(wèn)題。變頻器技術(shù)在油田企業(yè)的應用中，變頻器的控制問(wèn)題和成本問(wèn)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(guò)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。