VACON變頻器在油田抽油機上的應用
時間:2008-06-30 09:19:00來源:yangliu
導語:?本文分析了游梁式抽油機工作原理,根據抽油機轉矩特性曲線設計了一種智能控制器,其控制原理為電機正常工作時給出合適的電流限制。實現在電動周期電動機實際速度小于參考值。
摘要:游梁式抽油機的應用是通過調整變頻器內部的參考頻率來保持恒定的沖程次數。本文分析了游梁式抽油機工作原理,根據抽油機轉矩特性曲線設計了一種智能控制器,其控制原理為電機正常工作時給出合適的電流限制。實現在電動周期電動機實際速度小于參考值。在發電周期電動機實際速度高與參考值、保證沖程次數為常值,采用此控制器設計了控制系統。實踐表明:控制系統運行穩定并取得了較好的經濟效益。
關鍵詞:VACON變頻器 游梁式抽油機 平衡負載
1 引言
游梁式抽油機是目前各個油田所普遍采用的抽油機,但是目前的抽油機系統普遍存在著效率低、能耗大、沖程和沖次調節不方便等明顯的缺點。
針對傳統游梁式抽油機,芬蘭瓦薩控制系統有限公司利用其高性能Vacon變頻器開發出專用軟件。
我單位針對傳統游梁式抽油機的特點和油田的實際應用情況所設計的新型智能化電氣油田抽油機多功能控制柜。該控制柜采用Vacon可編程變頻器為核心,采用Vacon變頻器開發出的專用抽油機軟件,根據游梁式抽油機的機械結構和油田采油井的實際情況,自主開發設計的游梁式抽油機多功能控制柜。該控制柜可以適用于目前常見的游梁平衡、曲柄平衡和復合平衡的三種游梁式油田抽油機。實際應用時,當輸入必須的抽油機參數后,控制器將對抽油機進行靜態建模;實際運行時,控制器將根據抽油機的實際運行情況,實時修改抽油機的數學模型,達到增產節能的目的。
2 游梁式抽油機的工作原理
當游梁式抽油機工作時,驢頭懸點上作用的載荷是變化的。上沖程時,驢頭懸點需提起抽油桿柱和液柱,在抽油機未進行平衡的條件下,電動機就要付出很大的能量。在下沖程時,抽油機桿柱轉而對電動機做功,使電動機處于發電機的運行狀態。抽油機未進行平衡時,上、下沖程的載荷極度不均勻,這樣將嚴重地影響抽油機的四連桿機構、減速箱和電動機的效率和壽命,惡化抽油桿的工作條件,增加它的斷裂次數。為了消除這些缺點,一般在抽油機的游梁尾部或曲柄上或兩處都加上了平衡重,如圖1所示。這樣一來,在懸點下沖程時,要把平衡重從低處抬到高處,增加平衡重的位能。為了抬高平衡配重,除了依靠抽油桿柱下落所釋放的位能外,還要電動機付出部分能量。在上沖程時,平衡重由高處下落,把下沖程時儲存的位能釋放出來,幫助電動機提升抽油桿和液柱,減少了電動機在上沖程時所需給出的能量。
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