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游梁式抽油機(jī)俗稱(chēng)“磕頭機(jī)”，是目前各個(gè)油田所普遍采用的抽油機(jī)，但是目前的抽油機(jī)系統(tǒng)普遍存在著效率低、能耗大、沖程和沖次調(diào)節(jié)不方便等明顯的缺點(diǎn)。下面就和變頻器維修廠家?jiàn)W卓科技一起來(lái)了解一下變頻器在游梁式抽油機(jī)上的應(yīng)用。

一、抽油機(jī)負(fù)載分析

1. 國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的是游梁式豎井抽油機(jī)，它有三部分組成：

1) 地面部分：由電動(dòng)機(jī)、減速器和四連桿構(gòu)成；

2) 井下部分：抽油泵（吸入閥、泵筒、柱塞和排油閥），它懸掛在套管中的下端；

3) 抽油桿柱：連接地面抽油機(jī)和井下抽油泵的中間部分。          

2. 抽油機(jī)的電機(jī)負(fù)荷是按周期變化的，開(kāi)始起動(dòng)時(shí)，負(fù)荷很大，要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩很大。正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷率很低，一般在20%左右，高時(shí)負(fù)荷率只有30%。電機(jī)的負(fù)荷曲線(xiàn)有2個(gè)峰值，分別為抽油機(jī)上、下沖程的“死點(diǎn)”。

抽油機(jī)在未進(jìn)行平衡的條件下，上、下沖程的負(fù)載極度不均衡，在上沖程時(shí)，需要提起抽油桿柱和液柱，電機(jī)需付出很大能量。在下沖程時(shí)，抽油桿柱對(duì)電機(jī)作功，使電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。造成過(guò)大的沖擊電流，沖擊電流最大可是5倍的工作電流，甚至達(dá)到額定電流的3倍。調(diào)整好平衡配重，可降低沖擊電流是正常工作電流的1.5倍。

抽油機(jī)的負(fù)載特性：是恒速運(yùn)行，由于配重，是變轉(zhuǎn)矩，變功率負(fù)載在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)有兩次發(fā)電狀態(tài)，起動(dòng)力矩大、慣性大。在國(guó)內(nèi)油田使用的抽油機(jī)普遍存在的問(wèn)題：運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，“大馬拉小車(chē)”，效率低，耗能大，沖程和沖次調(diào)節(jié)不方便，有時(shí)空抽現(xiàn)象。

二、針對(duì)當(dāng)前抽油機(jī)變頻改造存在的問(wèn)題，奧卓公司提出以下解決方案：

1) 采用永磁同步變頻調(diào)速技術(shù)，使電機(jī)轉(zhuǎn)速與抽油機(jī)負(fù)載匹配。在前期井中由于剛開(kāi)采，油量大，讓變頻器運(yùn)行到65HZ，電機(jī)轉(zhuǎn)速提高30%，采油率比工頻提高20%，工效提高1.2倍。在中、后期井中，油量減小，降低轉(zhuǎn)速，減少?zèng)_程，一般頻率運(yùn)行至35~40HZ之間，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降30%。節(jié)電率可達(dá)25%，而且提高了功率因數(shù)。

2) 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖程頻次，隨著油井由淺入深的抽取，油量逐漸減小，出現(xiàn)泵充滿(mǎn)度不足，泵效下降，當(dāng)油井的供油能力小于抽油泵排量時(shí)，就造成泵抽空和液擊現(xiàn)象。降低頻率，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，提高充滿(mǎn)度，不僅節(jié)能而且增加原油產(chǎn)量。

3) 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)抽油機(jī)上下行程的速度，適當(dāng)降低下行程速度，提高泵內(nèi)的充滿(mǎn)度，適當(dāng)提高上行程速度，可減小提升中漏失系數(shù)，使抽油機(jī)工作在最佳運(yùn)行狀態(tài)，有效提高單位時(shí)間內(nèi)原油產(chǎn)量。

4) 起動(dòng)力矩大，運(yùn)行中負(fù)荷低，沖擊電流大，要從根本上解決問(wèn)題，加大電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)或增大減速箱速比，增大輸出力矩。變頻器正常運(yùn)行80~90HZ。這也有利于減少發(fā)電狀態(tài)的能量，減少“泵升電壓”。

5) 再生能量的處理問(wèn)題

*增大變頻器直流側(cè)濾波電容的容量；

*減少制動(dòng)電阻值，提高制動(dòng)系統(tǒng)的耗電能力，或直接使用回饋制動(dòng)，減小能量損失；

*發(fā)電時(shí)，頻率增大。

6） 防空抽，增產(chǎn)。動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)抽油機(jī)沖程頻次和上、下行程速度。設(shè)定電機(jī)的輸出功率標(biāo)準(zhǔn)值，實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)輸出功率，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，大于標(biāo)準(zhǔn)值，加速。反之減速，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。

三、抽油機(jī)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

通過(guò)奧卓多個(gè)系列變頻器在各個(gè)型油田的實(shí)際使用數(shù)據(jù)測(cè)算可得，在油田游梁式抽油機(jī)的應(yīng)用中，變頻節(jié)能比可達(dá)30～50%，同時(shí)，產(chǎn)油量可增加20～30%。綜上所述，奧卓QD803產(chǎn)品作為高新技術(shù)產(chǎn)品，已廣泛應(yīng)用石油行業(yè)的各部門(mén)。

由于油井的類(lèi)型和工況千差萬(wàn)別，井下滲油和滲水量每時(shí)每刻都在變。磕頭機(jī)的負(fù)載變化是無(wú)規(guī)律的，故采用QD803永磁同步變頻調(diào)速技術(shù)，使磕頭機(jī)完全發(fā)揮功效，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率的提高，達(dá)到節(jié)能增產(chǎn)的目的。

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