論油田企業中變頻器技術的發展與應用

余冬云

摘 要：隨著社會的不斷發展，經濟的快速騰飛，變頻器技術在油田企業的作用更是不容忽視的。變頻器自20世紀80年代在中國推出以后，因為它具有優良的節能性和調速性，所以被廣泛的應用于企業生產和人們的日常生活中。我國是產值能耗世界上最高的國家之一，要解決這一問題，就要從節能上入手。所以變頻調速已成為節能和提高產品質量的有效措施。油田作為一個耗能高的產業之一，因而變頻器技術在油田企業中得到了更好的發展與應用。文章就變頻器技術在油田企業中的發展、應用問題進行了簡單的分析和闡述。

關鍵詞：油田企業；變頻器技術；發展；應用

1 變頻器

所謂的變頻器就是正弦交流電，將交流電通過整流，變成直流電，再將其按照正弦軌跡變成脈沖波，最后用電容器將不同幅值的脈沖波濾波，形成較平滑的積分曲線。變頻器的頻率改變是通過改變脈沖的寬度得以實現的。變頻器用于電機調速，根據電機所帶負載的需要可分為以下三種：變頻啟動，用于較大負載的啟動；變頻停止，用于不能立即停車或減速的負載；變頻運行，用于負載負荷大小調整率。

2 變頻器技術在油田企業中的發展

變頻調速以其優異的調速和起制動性能，高效率、高功率因數和節能效果，廣泛的適用范圍及其它許多優點而被國內外公認為最有發展前途的調速方式。所以在我國油田企業中對變頻器進行了改造，并取得了顯著的成果。下面以野豬峁注水站變頻改造成功事例舉例說明。

野豬峁注水站三臺132千瓦注水泵是高壓離心泵匹配高壓電機，大功率系統運行常是“大馬拉小車”，效率低下。注水壓力靠泵出口安裝的電接點式壓力表控制，泵、電機匹配難以達到在泵的最佳工況點運行，管網效率低，電能損失高達50%以上。工作人員對其進行了變頻改造，通過變頻改造，對注水泵電機轉速進行調節，不但達到了恒壓注水；同時軟起軟停的功能代替了減壓啟動，使電機起停平穩，減少了對電網和機械設備的沖擊，不會造成管網壓力、流量、流速的劇烈變化，不需要閥門截流，因此對防止汽蝕、水擊、喘振極為有利，可以延長管網、泵、閥門的維修周期和使用壽命。不但提高了我廠注水工藝的自動化管理水平，而且達到節能的效果，從而大量降低了注水工藝成本。同時還大幅度降低了耗電量，減少了電費支出。最為明顯的是改造前注水泵運行時電流為130A以上，使用變頻后，電流降為95A以下。根據變頻使用前后平均每月的耗電量繪制出對比圖（見圖1），可以看出注水泵的耗電量對比情況。

圖1注水泵平均每月耗電量對比圖

3 變頻器技術在油田企業中的廣泛應用

3.1 變頻器在游梁式抽油機控制中的應用

游梁式抽油機的動作原理是交流電動機恒速運轉帶動抽油泵，沿著重力作用方向進行往復運動，從而把原油從數百至數千米的井下抽到地面。在運作過程中可能會對整個電網產生沖擊，導致電網供電質量下降，功率因數降低，面臨被供電企業罰款的危險；頻繁的高壓沖擊會損壞電機，對電動機沒有可靠的保護功能，一旦電機損害，造成生產效率降低、維護量加大，極不利于抽油設備的節能降耗，給企業造成較大的經濟損失。另一方面，游梁式抽油機引入兩個大質量的鋼質滑塊，導致抽油機的起動沖擊大等諸多問題。在對游梁式抽油機的交流變頻技術改造后提高了電網的質量減小了對電網的影響，同時也起到了節能的目的。

3.2 變頻器在電潛泵控制中的應用

電潛泵是井下作業的多級離心泵，同管道一同下井，地上電源經過變壓器、操控屏和電潛泵專用電纜將電能輸送給井下電潛泵電機，使電機鼓動多級離心泵旋轉將電能轉換為機械能，把油井中液體舉升到地面上來。由于電潛泵是在地面以下2000多米的井底工作，工作環境非常惡劣（高溫、強腐蝕等），傳統的供電方式-全壓、工頻使它故障頻繁，運行成本大。對電潛泵井進行變頻改造后，實現了電潛泵的軟啟動、軟停車，有效地保護了電潛泵與電纜；通過調節頻率可方便的調節油壓，避免了電潛泵在高壓下長期運行；延長了電潛泵的壽命。

3.3 變頻器在注水泵控制中的應用

油田注水設備多選用高壓離心泵匹配高壓電機大功率體系功率低下，注水壓力靠泵出口閘手動操控。即靠改動管網特性由線來調理泵的排量，泵與電機難以達到最佳運轉，管網功率低，電能丟失達到50%以上。經變頻改造后完成了電機軟啟動，自在泊車。前進了功率固數，改進了電機電源質量。電機的功率與實踐負荷相匹配，體系到節能運轉的意圖。消除了泵的喘振表象，使泵運轉處于最佳工作狀況。完成了壓力自動操控，被調理量得到更平穩的調理，增強了體系的穩定性和牢靠性。

變頻器技術的應用，是現代科技社會發展的需求，是油田企業經濟發展的必然產物。變頻器技術已經經深透到油田企業的各個技術部門，并發揮著它巨大的作用在節能上做出了貢獻，但是在有些技術部門中還存在問題有待于解決，例如游梁式抽油機控制和電潛泵控制中的應用還存在問題。變頻器技術在油田企業的應用中，變頻器的控制問題和成本問題都需要解決，這樣才能使變頻器更充分的在油田企業中發揮作用。希望通過大家的努力使變頻器技術更加的完善，給國家和人民造福。

參考文獻

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