红龙扑克

交流变频调速技术在国民经济和日常生活中发挥着日益重要的作用
，已被广泛应用于工业生产以及人们日常生活中
，这主要得益于其优良的节能特性和调速特性。中国产值能耗是世界上最高的国家之一，要解决产品能耗问题，除其他相关技术问题需改进外，交流变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施
。油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，以风机
、泵类负载为主
，因而决定了变频器在油田中的应用应以节能为第一目标。但是
，抽油机的改造
，主要在根据工矿情况能方便调节电机转速。

一
、 抽油机的变频调速

对游梁式抽油机电机进行变频调速，可消除起动过程中的冲击，再生能量的处理一般用电阻能耗制动方式。如果电源的质量较好
，比较稳定，也可用回馈制动方式。在逆变期间，电源电压故障（不足）或断电
，回馈制动单元逆变器会迅速直通（有源逆变颠覆）
，逆变失败
。因此，只有在不易发生故障的稳定电网下
，才可以采用这种回馈制动方式。

目前

，对游梁式抽油机的交流变频调速技术改造主要有以下3个方面：

(1) 以提高电网质量、减小对电网影响为目标的变频改造
。

(2) 以节能为目的变频改造。

(3) 改变采油杆上行和下行的速度，在一些情况下可以提高生产效率。

二. 改造实例

从2002年开始
，森兰沈阳分公司对大港油田的数百台抽油机进行了改造。抽油机电机的功率一般在30kW～75kW，其中以37kW
、45kW居多。选择变频器时，考虑抽油机的惯性力矩比较大，V/F控制通用变频器要放大一挡
，起动力矩较好的矢量控制变频器更好，如SB70，只要变频器的额定电流大于或等于电机的额定电流即可
。

另外，抽油机在工作过程中有再生能量产生，每一台变频器都要配相应的制动单元和制动电阻，这样，能量被电阻消耗掉了。为利用这部分再生能量，可以在几台抽油机集中的地方（平台）
，采用直流母线式
。

三. 结束语

交流变频调速技术作为高新技术、基础技术和电动机控制技术，其应用已渗透到石油行业各个技术部门
，特别是游梁式抽油机控制较普遍也很成功
，产生了经济效益。随着变频器更进一步的推广应用，必将产生更大的经济效益。

应用解决方案二、森兰变频器在游梁式抽油机中的应用

目前，在陕北、甘肃和宁夏等地

，油田采用的抽油设备中
，有一部分为游梁式抽油机
，数量也比较多。游梁式抽油机运动为反复地上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自于电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块
，当滑块提升时，类似于杠杆的作用
，将采油机杆送入井中，滑块下降时
，采油杆提出带油至井口，当负荷不平衡时，在滑块下降过程中，电机进入再生发电状态，产生再生能量，再生能量反馈到变频器的直流侧，引起主回路直流母线电压的升高

，这样会危及变频器的安全，极不利于抽油设备的安全运行
。另一方面
，游梁式抽油机引入两个大质量的钢质滑块，导致抽油机的起动冲击大等诸多问题
。除了上述两方面问题之外
，油田采油的特殊地理环境决定了采油设备有其自有的运行特点，在油井开采前期储油量大，供液足，为提高功效可采用工频运行，保证较高的产油量；在中、后期，由于石油储量减少
，易造成供液不足，电机若仍工频运行
，势必浪费电能，造成不必要的损耗
，这时须考虑实际工作情况，适当降低电机转速，减少冲程

，有效提高充盈率

。为了解决上述问题，可将变频技术引入到游梁式抽油机控制中去。根据电机理论可知
，其转速公式为：

其中：p为电动机的极对数
，s为转差率，f为供电电源频率，n为电动机的实际转速。从上式可以看出，电机转速与频率近似成正比，改变频率即可以平滑地调节电机转速，从而可以连续地改变提油机的抽油速度。根据电动机工作电流的大小确定电动机的工作频率，这样可以根据井况的变化
，方便地调节抽油机的冲程，达到节能和提高电网功率因数的目的。同时变频调速器具有低速软启动，转速可以平滑地大范围调节，对电动机保护功能齐全
，如短路
、过载、过压、欠压及失速等，可有效地保护电机及机械设备
，保证设备在安全的电压下工作，具有运行平稳、可靠，提高功率因数等诸多优点，是采油设备改造的理想方案
。

在实际的应用过程中有些问题需要关注
，如游梁式抽油机的发电状态产生的能量的处理

。通常采用普通变频器加能耗制动单元可比较方便地实现，这是以多耗电能为代价的。也可以用回馈单元将再生能量反馈到电网，节能效果更好

。目前我公司已在陕北、甘肃和宁夏等地油田上成功地将变频器应用在此设备上，得到很好的使用效果。