油田的采油設備是全天候工作的,它是不分春夏秋冬白天黑夜的。它若能節(jié)電,累積效果將會十分明顯。從電視上或者在油田的公路上,我們經(jīng)??梢钥吹侥欠N體積巨大、移動緩慢的機械,這種機械是一種被稱為
變頻技術是一種很“時髦”的高新技術,它之所以受青睞,就是因為它能讓電動機節(jié)能。它能把50HZ電網(wǎng)電源改造成頻率連續(xù)可調的電源,從而讓電動機的轉速能大范圍的連續(xù)可調,這正是節(jié)電的保證。
以下舉兩個例子來說明變頻技術對采油設備的改造。
一、直線電機抽油機的變頻驅動
磕頭機即游梁式抽油機,它要把電動機的高速旋轉轉換成緩慢的上下直線的往復運動,以便帶動抽油泵柱塞上下運動,這套減速、換向機械結構使這種抽油機自重達24噸,電動機的功率達30KW~55KW。
現(xiàn)在有了一種直線電機,它沒有一般電動機的轉子,取而代之的是上下直線往復運動的動子。用這種電機去直接帶動抽油泵柱塞上下往復運動,甩掉了減速器、曲柄連桿和游梁等笨重的機械部分,使抽油機的自身重量大大降低,對驅動力的要求降低,機械維護量大大減少,而性能又大大提高。它不但沖程、上下往復頻率可調,還能實現(xiàn)上快下慢、上慢下快、上下等速的三種抽油作業(yè)。
在懸點最大負荷相同的前提下,電動機的功率有1/3就足夠了。這就是說直線電機抽油機比老式機更“綠”了。直線電機不能用50HZ的電網(wǎng)驅動,必須用變頻器來驅動,因為它要求的電源頻率只有幾個赫茲,所以說“綠”來自變頻技術。山東風光電子有限責任公司與直線電機研制部門合作,已經(jīng)在華北油田裝備了幾口井,取得了令人滿意的結果。
二、潛油電泵的變頻驅動
另外一種常見采油設備叫潛油電泵安裝于地下1000~3000米深的油井中,以電機為驅動,泵以高速旋轉,將油抽到地面。電網(wǎng)直接供電是傳統(tǒng)的工作方式,
工程上稱為全壓工頻運行。這種全電壓工頻模式有許多缺點,下面簡要介紹其中的幾個:
1、工作頻率為50 HZ時,電泵始終工作在額定轉速下,若油井中的液體供應不足,很容易導致油井“死井”,油井一旦死井損失嚴重。
2、全壓工頻啟動,啟動電流可能比額定電流大6-7倍,不僅浪費電力,而且使電機壽命大大降低。巨大的啟動電流產(chǎn)生巨大的沖擊力矩,管道和機械泵也會造成損壞,突如其來的巨大吸力泵也可能向電機噴砂,造成卡死。
3、油氣田供電系統(tǒng)的供電電壓經(jīng)常會有波動,導致電動機過壓或欠壓,導致電動機故障。
4、幾千米的供電電纜帶來了100多V的線路損耗,此電壓得不到補償,造成電機出力不足、效率低下。
5、潛油電泵一旦故障,就要提到地面上來修理,不但影響了出油量,而且工程費用巨大。
如果用變頻器給潛油電泵供電,則以上弊端都可以迎刃而解。電機可以通過變頻器完成軟啟動的功能,即低壓、低頻啟動,電機緩慢加速,工作頻率不一定是額定頻率,而是隨意安裝或調整,還可以根據(jù)液面高低自動調整轉速,實現(xiàn)轉速閉環(huán)控制,另外變頻器具有穩(wěn)壓功能和完善的保護功能,由于潛油泵多年連續(xù)工作,累積起來節(jié)電效果會很大。
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