文档介绍：变频调速技术在油田潜油电泵中的应用
孙莹莹
(大庆油田力神泵业有限公司黑龙江大庆 1630000)
摘要:潜油电泵作为一种比较先进的机械采油设备,在油田内广泛的应用,并在实践中得到不断完善和发展,目前变频器控制逐步取代了定频控制,能够有效的控制潜油电泵电机的转速,使潜油电泵的排量与油井供液相匹配,在油井供液不足时,潜油电泵的转速自动下降。达到潜油电泵连续运转,避免频繁启、停对电泵机组、电缆的损害,实现节能和延长电泵井检泵周期的目的。
关键词:变频调速;潜油电泵;油田应用
油田潜油电泵采油技术属于二次采油技术,它具有采油作业面占地少、施工操作简单、排液量大、采油效率高等优点,特别适用于油田开发中后期的高含水油井,是油田一种重要的采油设备,在国内外各油田均广泛应用。针对潜油电泵过去使用中存在的诸多问题,提出了采用中压变频调速技术的应用解决方案,介绍了中压变频调速驱动技术的工作原理、性能特点
变频调速器是利用电力半导体器件的通断工作将工频电源变换成另一频率的电能控
制装置。变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系,通过
改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。即使考虑调速装置本身的损耗等因素,在电动机前加装变频器,节电也是相当可观的。目前应用得最广泛的是交-直-交变频器。变频器的工作过程是:先将电源的三相(或单项)交流电经整流桥整流成直流电,又经逆变桥把直流电逆变成频率任意可调的三相交流
电。其中,变频的核心部分是逆变电路。
(1)变频器具备软启动功能,平滑启动,消除启动时的冲击电流,启动时电动机电流可限制在其额定电流的150%之内。在启动过程中,电动机转速随着频率变化而接近同步状态升速,故反电势及冲击电流很小,绝缘易受破坏的问题出现几率较低。对电潜泵井进行变频改造后,实现了电潜泵的软启动、软停车,有效保护了电潜泵与电缆。
(2)节能效果明显,节电率高达20%~60%。无论重载或轻载,系统的功率因数均较高,尤其在小负载状态,无功功率大大减小,提高功率因数及电网供电能力,具有明显的节电效果。
(3)通过调节频率可方便调节油压,避免了电潜泵在高压下长期运行。可按油井当前状况调节出油量,使油井工作在最佳状态。
(4)微电脑智能控制,自动适应,自动跟随,无需人工调整,亦可组成压力、温度闭环系统,提高自动化程度及实现最佳控制。采用变频调速后,对于富油油井,可以增产;对于贫油油井可以做到连续生产且减少停井次数并达到节能的目的;对含砂油井,可以减少卡泵次数,并可反转排砂,延长电泵寿命;对于含气油井,可提高转速减少油气分离不佳所致的气锁现象出现而增产增效;对于含蜡油井,可减少结蜡、结垢而降低管路堵塞次数;对于稠油油井,可低速大功率运行,减少停井次数并获得可观的节能效果。
(5)减少电动机发热及运动部件的磨损程度,有效延长电动机使用寿命,降低维修成本。可延长电潜泵寿命,节约油井维修、维护费用,使电泵机组在最佳工况下运行,大大提高了电潜泵采油系统的效率,在降低故障率的同时提高工作效率。潜油电泵通过采用中压变频调速控制技术,使电潜泵的平均维修周期由原来的3至6个月,延长到1至2年,大大地提高了油井的采油时率,节省了大量的维修