變頻調(diào)速技術(shù)是目前世界公認(rèn)的電機(jī)節(jié)電技術(shù)之一，具有調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)行效率高、系統(tǒng)功率因數(shù)高、操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，也成為當(dāng)今改造傳統(tǒng)工業(yè)、改善工藝流程、提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要手段之一。在石油行業(yè)中，變頻器廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、注水泵、壓縮機(jī)、輸油泵、抽油機(jī)、潛油電泵和石油鉆機(jī)等。
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目前，在油田采用的抽油設(shè)備中，以游梁式抽油機(jī)最為普遍，數(shù)量也最多。
一方面，游梁式抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)為反復(fù)上下提升，一個(gè)沖程提升一次，其動(dòng)力來(lái)自電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的兩個(gè)重量相當(dāng)大的鋼質(zhì)滑塊，當(dāng)滑塊提升時(shí)，類似杠桿作用，將采油機(jī)桿送入井中；滑塊下降時(shí)，采油桿提出帶油至井口。由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定，滑塊下降過(guò)程中，負(fù)荷減輕，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)產(chǎn)生的能量無(wú)法被負(fù)載吸收。另一方面，游梁式抽油機(jī)引入兩個(gè)大質(zhì)量的鋼質(zhì)滑塊，導(dǎo)致抽油機(jī)的起動(dòng)沖擊大等問(wèn)題。
除述兩方面問(wèn)題外，油田采油的特殊地理環(huán)境決定了采油設(shè)備有其獨(dú)特的運(yùn)行特點(diǎn)：在油井開采前期儲(chǔ)油量大，供液足，為提高功效可采用工頻運(yùn)行，保證較高產(chǎn)油量；在中后期，由于石油儲(chǔ)量減少，易造成供液不足，電動(dòng)機(jī)若仍工頻運(yùn)行，勢(shì)必浪費(fèi)電能，造成不必要損耗，這時(shí)須考慮實(shí)際工作情況，適當(dāng)降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減少?zèng)_程，有效提高充盈率。
目前，對(duì)游梁式抽油機(jī)的交流變頻調(diào)速技術(shù)改造主要有以下3個(gè)方面：
6FC5210-0DF05-0AA0以提高電網(wǎng)質(zhì)量、減小對(duì)電網(wǎng)影響為目標(biāo)的變頻改造。這主要集中在供電企業(yè)對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合，為避免電網(wǎng)質(zhì)量的下降，需引入變頻控制，其主要目的就是減小抽油機(jī)工作過(guò)程對(duì)電網(wǎng)的影響。
(2)以節(jié)能為目的變頻改造。這點(diǎn)較為普遍，一方面，油田抽油機(jī)為克服大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，采用的電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際所需功率，工作時(shí)電動(dòng)機(jī)利用率一般為20%～30%，最高不會(huì)超過(guò)50%，電動(dòng)機(jī)常處于輕載狀態(tài)，造成資源浪費(fèi)。另一方面，抽油機(jī)工作情況的變化，取決于地底下的狀態(tài)，若電動(dòng)機(jī)始終處于工頻運(yùn)行，也會(huì)造成電能浪費(fèi)。為了節(jié)能，提高電動(dòng)機(jī)工作效率，需進(jìn)行變頻改造。
(3)改變采油桿上行和下行的速度，在一些情況下可以提高生產(chǎn)效率。
在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)了許多問(wèn)題，主要集中在游梁式抽油機(jī)發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)生能量的處理上。對(duì)于上述情況，采用普通變頻器加能耗制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻可以實(shí)現(xiàn)，這是以消耗電能為代價(jià)的制動(dòng)方式。對(duì)于上述情況，必須妥善處理電動(dòng)機(jī)發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)生的電能，將其反饋到電網(wǎng)或數(shù)臺(tái)抽油機(jī)變頻器構(gòu)成直流母線式，使這部分能量能得到充分的利用。
2、潛油電泵
油田中應(yīng)用較多的另一種采油設(shè)備是潛油電泵，它是井下工作的多級(jí)離心泵，同油管一起放入油井內(nèi)，地面電源通過(guò)變壓器、控制器和潛油電泵專用電纜將電能輸送給井下潛油電泵電動(dòng)機(jī)，把油井中的液體輸送到地面。
由于潛油電泵在地下兩千多米的井底工作，環(huán)境非常惡劣（高溫、強(qiáng)腐蝕等），傳統(tǒng)供電方式工頻1140伏全壓，運(yùn)行故障頻繁，維護(hù)成本高。一方面，潛油電泵在工頻啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流大，電動(dòng)機(jī)電纜壓降較大；線路分布參數(shù)的影響，使得啟動(dòng)過(guò)程中反壓較高，容易損壞電纜和電機(jī)的絕緣性，影響使用壽命。潛油電泵損壞后提到地面上修理，僅工程費(fèi)一項(xiàng)就達(dá)5萬(wàn)元，價(jià)值10萬(wàn)元的電纜平均提上放下5次就須更換，潛油電泵平均每10個(gè)月就須維修一次，維修費(fèi)用約8萬(wàn)元，成本較高。另一方面，潛油電泵在正常工作時(shí)，普遍存在著電動(dòng)機(jī)負(fù)載率較低情況，“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴(yán)重。負(fù)載率低導(dǎo)致電機(jī)功率因數(shù)較低。工頻工作時(shí)，始終在額定轉(zhuǎn)速下，如井下油量供不應(yīng)求，容易造成“死井”，則損失慘重。為解決該問(wèn)題，潛油電泵應(yīng)能根據(jù)井下情況變化，調(diào)節(jié)抽油量。傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式是靠更換油嘴調(diào)節(jié)產(chǎn)量，既造成能量損失又不能精確控制，有時(shí)使得油泵長(zhǎng)期額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行；有時(shí)使得油井出沙嚴(yán)重，設(shè)備壽命縮短，因而有必要引入交流變頻調(diào)中國(guó)上海 ——全球領(lǐng)先的動(dòng)力管理公司近期推出了最新研發(fā)的新一代Power XL系列DG1通用變頻器。新一代Power XL系列變頻器專門針對(duì)現(xiàn)今越發(fā)嚴(yán)苛的商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用需求， 廣泛應(yīng)用于暖通空調(diào)、水處理、食品加工和商業(yè)建筑等領(lǐng)域。其中的DG1通用變頻器以其行業(yè)領(lǐng)先的節(jié)能技術(shù)、高過(guò)流能力及高穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，為客戶實(shí)現(xiàn)電力能源的更加安全、可靠、節(jié)能的管理。
電路保護(hù)和控制事業(yè)部亞太區(qū)副總裁兼總經(jīng)理Christopher Butler 表示：“始終將探索能源保護(hù)的解決方案放在首位，而DG1通用變頻器正很好地滿足了節(jié)能這一目標(biāo)。DG1通用變頻器的電源裝置采用了最先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)和高度模塊化結(jié)構(gòu)，延續(xù)了一貫堅(jiān)持產(chǎn)品創(chuàng)新以靈活應(yīng)對(duì)廣泛的客戶需求的優(yōu)良傳統(tǒng)。”
DG1通用變頻器配有享有專利的節(jié)能控制系統(tǒng)(Active Energy Control)，通過(guò)靈活調(diào)整參數(shù)以最大限度地降低電動(dòng)機(jī)的能耗，與其它同類產(chǎn)品相比可額外節(jié)約5%-8%的能源， 令客戶快速獲得投資回報(bào)。
新一代變頻器在傳統(tǒng)穩(wěn)健設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了產(chǎn)品特性和功能，確保在價(jià)格合適的基礎(chǔ)上，為客戶提供最佳解決方案。產(chǎn)品控制模塊的設(shè)計(jì)整合了當(dāng)今的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議和接口， 同時(shí)保留了可添加輔助選項(xiàng)卡的模塊化特性。與此同時(shí)，液晶顯示面板、啟動(dòng)向?qū)АC軟件工具和嵌入式應(yīng)用軟件確保了操作簡(jiǎn)易性，而產(chǎn)品的標(biāo)配涂層板則可以有效防止惡劣臟亂環(huán)境帶來(lái)的損傷。
的電氣業(yè)務(wù)在配電和電路保護(hù)、備用電源保護(hù)、控制與自動(dòng)化、照明與安全、架構(gòu)與布線設(shè)備、惡劣和危險(xiǎn)環(huán)境解決方案與工程服務(wù)等諸多領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先地位。憑借其全球化解決方案，積極應(yīng)對(duì)當(dāng)今世界最苛刻的電力管理挑戰(zhàn)。
是一家全球領(lǐng)先的動(dòng)力管理公司，2013年銷售額達(dá)220億美元。致力于提供各種節(jié)能高效的解決方案，以幫助客戶更有效、更安全、更具可持續(xù)性地管理電力、流體動(dòng)力和機(jī)械動(dòng)力。在全球擁有約10.2萬(wàn)名員工，產(chǎn)品銷往超過(guò)175多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
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