变频调速技术在油田上的应用

发布时间:2024-09-07 05:55:21   来源:证书及奖项

  目前,国内油田为保证持续的高产、稳产,大量使用潜油电泵,这些潜油电泵绝大多数采用工频全压恒速运行方式,但这样的形式存在以下缺点。

  1)工频全压启动时,对电网产生冲击,电机冲击电流大、冲击扭矩大,造成电机、电缆的加速老化和电泵叶片、轴系的损坏。在采油过程中,由于液面经常变化,需要经常对电泵进行启停操作,降低了设备常规使用的寿命,增加了维修费用。

  2)潜油泵不能根据生产情况调整电泵的输出功率,造成巨大的能源浪费,难以使电泵工作在最佳工况点上。

  3)需要调整油井产量时,只可以使用更换油嘴的方法,费力费时,而对供排关系变化较大的油井,靠更换油嘴也满足不了生产要,只可以通过更换整套机组来完成,造成巨大的浪费。

  4)因油井的深度,流量的大小不一致,使用的潜油电泵规格十分复杂,与之配套的变压器、启动设备规格繁多,增加了备件的储备和维修的复杂性,加大了生产成本。

  变频调速技术通过改变电源频率而改变电机转速。若通过改变电机转速来调节潜油泵输出功率,则能够保证潜油电泵始终运行在高效区,从而能够大幅节约能源。本文提出一种基于变频调速技术的潜油电泵控制管理系统。此系统充分的发挥了变频调速技术的优势,使得潜油泵系统得到一定效果的控制,保证了潜油电机高效稳定的运行,节约了能源,具备极高的经济意义和应用价值。

  变频器的基本结构图如图1 所示,主要由整流器,滤波器,逆变器和控制电路几部分所组成。三相电源所发出的交流电经整流器变为直流,再经过逆变器变为频率可调的交流电输入潜油泵的电机。由电机学的理论可知,异步电动机的转速基本上与电源频率成正比,即改变电源频率就能改变转速,潜油泵从高速到低速调节时均保持高效的性能。

  变频器的容量选择与电动机容量紧密关联,由于变频器输出给电动机的是脉动电流,其脉动值比工频供电时要大,因此必须将变频器的容量留有适当的余量。变频器容量选择太小,则电动机潜力就不能充分的发挥;变频器容量选择太大,变频器的余量就显得毫无意义,且增加了不必要的成本,因此实际工程应用的经验通常是变频器的额定输出电流逸(1.05~1.1)电动机的额定电流(铭牌值)或电动机实际运行中的最大电流。本应用中电机的额定电流是39.5 A,有

  通过变频器的输出电流及功率的计算,采用天津华云自控股份有限公司的HYVERT-MV 型中压变频器,该变频调速系统的主要技术参数为:

  过载保护120%额定电流1 min,150%额定电流3 s,200%额定电流立即保护;