一、抽油機(jī)方案
抽油機(jī)是利用交流異步電動(dòng)機(jī)通過皮帶輪驅(qū)動(dòng)抽油機(jī)架上減速傳動(dòng)裝置,牽動(dòng)柱塞泵中活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),將滲透到柱塞中的原油提取出來。其出油產(chǎn)量取決于柱塞泵的沖次數(shù)、滲透情況、漏失時(shí)間以及井下環(huán)境等因數(shù)。以往電機(jī)恒速運(yùn)行,上下沖程時(shí)間基本相當(dāng)。對(duì)于一些滲透情況較差的油井,如上下沖程時(shí)間相等,則其柱塞中液體的飽和度較小,上升時(shí)間過長(zhǎng),漏失時(shí)間大,嚴(yán)重影響產(chǎn)量,增加電耗;另一方面,由于抽油機(jī)的配重不平衡,往復(fù)過程中勢(shì)能將以再生反電勢(shì)的形式?jīng)_擊電網(wǎng),構(gòu)成內(nèi)耗,污染電網(wǎng),不利于電網(wǎng)的使用。因此原先采用變換電機(jī)主動(dòng)輪的直徑來調(diào)節(jié)沖程的方法使用面非常窄,基于以上原因,我們采用變頻調(diào)速技術(shù),依據(jù)油井的實(shí)際需求改變變頻器的輸出頻率,調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程次數(shù),改變上下沖程時(shí)間,使設(shè)備運(yùn)行于較佳的參數(shù)設(shè)置下,并以此達(dá)到增產(chǎn)節(jié)能的效果。
具體方法:將主動(dòng)輪直徑選到可調(diào)節(jié)的最大值,此時(shí)沖程次數(shù)已超過正常生產(chǎn)所允許的范圍,通過降低變頻器的輸出頻率,使磕頭機(jī)運(yùn)行于正常生產(chǎn)的沖程次數(shù),運(yùn)行頻率將小于50HZ,并因此獲得節(jié)能效果;在每一個(gè)沖程中,在柱塞下降的過程中,可減緩下降速度,以便提高滲透時(shí)間,使柱塞管道中滲滿液體,在柱塞上升過程中,提高上升速度,減小漏失時(shí)間,增加出油量,提高效率。
我們通過設(shè)定變頻器的運(yùn)行頻率可獲得相應(yīng)的抽油機(jī)沖次數(shù)和上升、下降時(shí)間。變頻器運(yùn)行頻率的變化速度可調(diào)節(jié)變頻器加減速時(shí)間,因一個(gè)沖程時(shí)間較短,可將加速時(shí)間設(shè)為2秒,減速時(shí)間設(shè)為2秒。
另外由于配重塊的不平衡,在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中,電機(jī)產(chǎn)生反向電勢(shì),反電勢(shì)經(jīng)逆變單元反加至濾波電容兩端,變頻器直流側(cè)電壓將上升,為避免變頻器過電壓保護(hù),因此要求依據(jù)變頻器功率型號(hào)在直流側(cè)加裝配套的回饋單元,制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻,安裝回饋單元和制動(dòng)單元后,變頻器直流母線電壓上升到回饋單元設(shè)定值時(shí)(回饋單元設(shè)定值<制動(dòng)單元設(shè)定值),先通過回饋單元將電能返回電網(wǎng),如果變頻器直流母線電壓上升到制動(dòng)單元設(shè)定值時(shí),再通過制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻釋放,由制動(dòng)電阻將多余能量吸收,但如回饋單元設(shè)定值和制動(dòng)單元設(shè)定值設(shè)置不當(dāng),制動(dòng)單元與制動(dòng)電阻吸收過多的能量對(duì)于節(jié)能運(yùn)行是不利的。
由于抽油機(jī)較多處于野外,因此為了保證設(shè)備可靠性,要求變頻器在檢修或損壞時(shí)抽油機(jī)可切換到工頻運(yùn)行,所以加設(shè)工頻、變頻切換裝置及故障顯示。
(具體電路和柜體圖見下圖):
圖一、抽油機(jī)主回路
圖二、抽油機(jī)控制回路
圖三、抽油機(jī)控制柜