變頻調(diào)速技術(shù)是目前世界公認的電機節(jié)電技術(shù)之一,具有調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、動態(tài)響應(yīng)快、運行效率高、系統(tǒng)功率因數(shù)高、操作方便等一系列優(yōu)點,也成為當今改造傳統(tǒng)工業(yè)、改善工藝流程、提高生產(chǎn)過程自動化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、推動技術(shù)進步的主要手段之一。在石油行業(yè)中,變頻器廣泛應(yīng)用于風機、注水泵、壓縮機、輸油泵、抽油機、潛油電泵和石油鉆機等。
1、游梁式抽油機
目前,在油田采用的抽油設(shè)備中,以游梁式抽油機最為普遍,數(shù)量也最多。
一方面,游梁式抽油機運動為反復上下提升,一個沖程提升一次,其動力來自電動機帶動的兩個重量相當大的鋼質(zhì)滑塊,當滑塊提升時,類似杠桿作用,將采油機桿送入井中;滑塊下降時,采油桿提出帶油至井口。由于電動機轉(zhuǎn)速一定,滑塊下降過程中,負荷減輕,電動機拖動產(chǎn)生的能量無法被負載吸收。另一方面,游梁式抽油機引入兩個大質(zhì)量的鋼質(zhì)滑塊,導致抽油機的起動沖擊大等問題。
除述兩方面問題外,油田采油的特殊地理環(huán)境決定了采油設(shè)備有其獨特的運行特點:在油井開采前期儲油量大,供液足,為提高功效可采用工頻運行,保證較高產(chǎn)油量;在中后期,由于石油儲量減少,易造成供液不足,電動機若仍工頻運行,勢必浪費電能,造成不必要損耗,這時須考慮實際工作情況,適當降低電動機轉(zhuǎn)速,減少沖程,有效提高充盈率。
目前,對游梁式抽油機的交流變頻調(diào)速技術(shù)改造主要有以下3個方面:
(1)以提高電網(wǎng)質(zhì)量、減小對電網(wǎng)影響為目標的變頻改造。這主要集中在供電企業(yè)對電網(wǎng)質(zhì)量要求較高的場合,為避免電網(wǎng)質(zhì)量的下降,需引入變頻控制,其主要目的就是減小抽油機工作過程對電網(wǎng)的影響。
(2)以節(jié)能為目的變頻改造。這點較為普遍,一方面,油田抽油機為克服大的起動轉(zhuǎn)矩,采用的電動機遠遠大于實際所需功率,工作時電動機利用率一般為20%~30%,最高不會超過50%,電動機常處于輕載狀態(tài),造成資源浪費。另一方面,抽油機工作情況的變化,取決于地底下的狀態(tài),若電動機始終處于工頻運行,也會造成電能浪費。為了節(jié)能,提高電動機工作效率,需進行變頻改造。
(3)改變采油桿上行和下行的速度,在一些情況下可以提高生產(chǎn)效率。
在實際應(yīng)用過程中出現(xiàn)了許多問題,主要集中在游梁式抽油機發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)生能量的處理上。對于上述情況,采用普通變頻器加能耗制動單元和制動電阻可以實現(xiàn),這是以消耗電能為代價的制動方式。對于上述情況,必須妥善處理電動機發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)生的電能,將其反饋到電網(wǎng)或數(shù)臺抽油機變頻器構(gòu)成直流母線式,使這部分能量能得到充分的利用。
2、潛油電泵
油田中應(yīng)用較多的另一種采油設(shè)備是潛油電泵,它是井下工作的多級離心泵,同油管一起放入油井內(nèi),地面電源通過變壓器、控制器和潛油電泵專用電纜將電能輸送給井下潛油電泵電動機,把油井中的液體輸送到地面。
由于潛油電泵在地下兩千多米的井底工作,環(huán)境非常惡劣(高溫、強腐蝕等),傳統(tǒng)供電方式工頻1140伏全壓,運行故障頻繁,維護成本高。一方面,潛油電泵在工頻啟動時,啟動電流大,電動機電纜壓降較大;線路分布參數(shù)的影響,使得啟動過程中反壓較高,容易損壞電纜和電機的絕緣性,影響使用壽命。潛油電泵損壞后提到地面上修理,僅工程費一項就達5萬元,價值10萬元的電纜平均提上放下5次就須更換,潛油電泵平均每10個月就須維修一次,維修費用約8萬元,成本較高。另一方面,潛油電泵在正常工作時,普遍存在著電動機負載率較低情況,“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴重。負載率低導致電機功率因數(shù)較低。工頻工作時,始終在額定轉(zhuǎn)速下,如井下油量供不應(yīng)求,容易造成“死井”,則損失慘重。為解決該問題,潛油電泵應(yīng)能根據(jù)井下情況變化,調(diào)節(jié)抽油量。傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式是靠更換油嘴調(diào)節(jié)產(chǎn)量,既造成能量損失又不能精確控制,有時使得油泵長期額定轉(zhuǎn)速運行;有時使得油井出沙嚴重,設(shè)備壽命縮短,因而有必要引入交流變頻調(diào)中國上海 ——全球領(lǐng)先的動力管理公司近期推出了最新研發(fā)的新一代Power XL系列DG1通用變頻器。新一代Power XL系列變頻器專門針對現(xiàn)今越發(fā)嚴苛的商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用需求, 廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、水處理、食品加工和商業(yè)建筑等領(lǐng)域。其中的DG1通用變頻器以其行業(yè)領(lǐng)先的節(jié)能技術(shù)、高過流能力及高穩(wěn)定性設(shè)計,為客戶實現(xiàn)電力能源的更加安全、可靠、節(jié)能的管理。
電路保護和控制事業(yè)部亞太區(qū)副總裁兼總經(jīng)理Christopher Butler 表示:“始終將探索能源保護的解決方案放在首位,而DG1通用變頻器正很好地滿足了節(jié)能這一目標。DG1通用變頻器的電源裝置采用了最先進的半導體技術(shù)和高度模塊化結(jié)構(gòu),延續(xù)了一貫堅持產(chǎn)品創(chuàng)新以靈活應(yīng)對廣泛的客戶需求的優(yōu)良傳統(tǒng)?!?br />
DG1通用變頻器配有享有專利的節(jié)能控制系統(tǒng)(Active Energy Control),通過靈活調(diào)整參數(shù)以最大限度地降低電動機的能耗,與其它同類產(chǎn)品相比可額外節(jié)約5%-8%的能源, 令客戶快速獲得投資回報。
新一代變頻器在傳統(tǒng)穩(wěn)健設(shè)計的基礎(chǔ)上增強了產(chǎn)品特性和功能,確保在價格合適的基礎(chǔ)上,為客戶提供最佳解決方案。產(chǎn)品控制模塊的設(shè)計整合了當今的標準通訊協(xié)議和接口, 同時保留了可添加輔助選項卡的模塊化特性。與此同時,液晶顯示面板、啟動向?qū)?、PC軟件工具和嵌入式應(yīng)用軟件確保了操作簡易性,而產(chǎn)品的標配涂層板則可以有效防止惡劣臟亂環(huán)境帶來的損傷。
的電氣業(yè)務(wù)在配電和電路保護、備用電源保護、控制與自動化、照明與安全、架構(gòu)與布線設(shè)備、惡劣和危險環(huán)境解決方案與工程服務(wù)等諸多領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。憑借其全球化解決方案,積極應(yīng)對當今世界最苛刻的電力管理挑戰(zhàn)。
是一家全球領(lǐng)先的動力管理公司,2013年銷售額達220億美元。致力于提供各種節(jié)能高效的解決方案,以幫助客戶更有效、更安全、更具可持續(xù)性地管理電力、流體動力和機械動力。在全球擁有約10.2萬名員工,產(chǎn)品銷往超過175多個國家和地區(qū)。
速控制系統(tǒng),調(diào)節(jié)油壓、調(diào)節(jié)產(chǎn)量。
Siemens SIMOVERT P 6SE2117-3AA21
INDRAMAT REXROTH MDD112C-N-015-N2M-130PA1
SIEMENS SITOR 6QG 3515-3EA01
SIEMENS 1PH6168-4NZ06-Z
Siemens 7UM5150-5CB01-0BA0/FF
SIEMENS 6AV7456-2TB00-0BS0
SIEMENS Simatic 6ES7317-2EK13-0AB0
SIEMENS SINUMERIK 6FC5203-0AB11-0AA2
SIEMENS SITOR (B6) C400/540-700G-351
Siemens 7SV5121-5CA01-0C/CC
Siemens 7UT5121-5CA00-0B/JH
Control Techniques UNI2402
Siemens SimovertJAMSC-B1050 6SE7021-8EB61-Z
SIEMENS PC 670 6AV7722-2AC00-0AD0
SIEMENS OP35 6AV3535-1FA01-0XA0
INDRAMAT REXROTH MDD093C-N-020-N2L-110GA0
SIEMENS 6AV3520-1EL00
Siemens Simoreg 6RA7085-6DS22-0
Siemens IP252mx G26004-A3118-A048
Siemens IP252mx G26004-A3118-A048
Siemens Simoreg 6RA7085-6DS22-0-Z
Siemens IP252mx G26004-A3118-A048
Siemens IP252mx G26004-A3118-A048
Siemens Simoreg 6RA7078-6DS22-0
AEG ALU154-1 JAMSC-B1050 ALU 154-1 Modicon A250
SIEMENS S5 6ES5902-3SA12
SIEMENS SITOR B6 C400/540-850G-351
Siemens 6ES5955-3LC14
SIEMENS LS4-4 3RG7834-6DD00
Sick DMD120-2111
SIEMENS Simoreg 6RA7028-6DV62-0-Z
Sick Lumineszenzsensor LUT1-431
Indramat MDD090B-N040-N2M-110PA2 Servomotor