技術(shù)頻道

      潛油電泵系統(tǒng)方案

      概述

      變頻調(diào)速器的出現(xiàn)為交流調(diào)速方式帶來了一場革命。隨著近十幾年變頻技術(shù)的不斷完善、發(fā)展。變頻調(diào)速性能日趨完美,已被不同學(xué)科、不同行業(yè)的工程技術(shù)人員廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的交流調(diào)速。為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益,推動了工業(yè)生產(chǎn)的自動化進程。
      變頻調(diào)速用于交流異步電機調(diào)速,其性能遠遠超過以往任何交、直流調(diào)速方式。而且結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、安裝調(diào)試使用方便、保護功能完善、運行穩(wěn)定可靠、節(jié)能效果顯著,已經(jīng)成為交流電機調(diào)速的最新潮流。 通用共用交流母線雙回路方案
      由于潛油電泵是在戶外(海上)使用,其工作環(huán)境及其配電設(shè)備的工作環(huán)境都比較惡劣;而采油作業(yè)對采油設(shè)備的可靠性又要求很高,故在實際使用共用交流母線的變頻系統(tǒng)時應(yīng)增設(shè)工頻備用系統(tǒng)(既變頻—工頻雙回路系統(tǒng))或在原工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝變頻系統(tǒng),這樣工頻系統(tǒng)與變頻系統(tǒng)可互為備用,既便是在變頻系統(tǒng)故障或檢修的狀態(tài)下對采油作業(yè)的影響也不大,從而提高了采油設(shè)備(系統(tǒng))的安全可靠性。

      共用直流母線雙回路系統(tǒng)示意圖
      圖一
      一、 設(shè)備選型:
      1、除指定配件外,全選用進口器件
      2、每臺油井用一臺變頻器,配上工頻回路,做成一體化變頻柜。
      變頻器規(guī)格:輸入電壓為:3AC 1140V+15%,輸出功率55KW。

      二、 供電方式:
      采用變壓器-整流器的供電方式雙回路接線:
      為確保系統(tǒng)的安全可靠,在變頻器、整流器發(fā)生故障或進行檢修時確保其它油井的正常運行生產(chǎn),本控制系統(tǒng)采用變頻-工頻雙回路接線方式,在保留原工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝變頻系統(tǒng),具體作法如圖三所示。
      說明:
      1、 變壓器的容量為所有潛油電泵電機容量之和的1.3倍。
      2、 共用交流母線電壓為:1140VAC
      3、 逆變器的容量與磕頭機電機容量相同或稍大。
      4、 確保工頻與變頻的相序一致。

      抽汲參數(shù)優(yōu)化控制及節(jié)電增效原理
      由于不同地域,不同油井及井深、油液面、油粘度的不同,要求潛油電泵有不同的合理抽汲參數(shù)。通常,當(dāng)潛油電泵的參數(shù)一定后,采用改頻率(電機轉(zhuǎn)速或傳動比)的方法來調(diào)節(jié),這樣不但能省電,達到最佳的經(jīng)濟效益,而且電機能零電流起動,對電機的保護全面。
      由于潛油電泵屬變負載類負載,即電機在起動時需較大轉(zhuǎn)矩,而停止時則負荷很重。電機則處于電(磁)能泄放狀態(tài),軟停止對防止油下沖有明顯的作用,油泵不會被打壞。

      投資與節(jié)能
      變頻系統(tǒng)的初次投資容易給投資者一種投資高風(fēng)險大的感覺,這主要是對變頻節(jié)能效果不很了解或?qū)⒆冾l系統(tǒng)的初次投資與傳統(tǒng)的一些調(diào)速方式,如:液力藕合、滑叉電機、變級調(diào)速等調(diào)速裝置的初次投資在未充分考慮節(jié)能效果及變頻器功能的情況下進行比較,以及對變頻器的質(zhì)量、穩(wěn)定性、售后服務(wù)等還不太了解的感覺;變頻節(jié)能系統(tǒng)(裝置)在各類調(diào)速系統(tǒng)中使用時,其節(jié)能效果對于單臺設(shè)備可做到15-75%,在未受到其他因素的影響的情況下一般可取上限;節(jié)能效果平均值是由實際應(yīng)用中得到,權(quán)威性數(shù)據(jù)可由市場上公開出售的資料(書)查到;通過這些數(shù)據(jù)再進行一些簡單的投資回收率的計算可知;變頻節(jié)能系統(tǒng)(裝置)的投資回收期一般為4-20個月(這是經(jīng)驗值也是權(quán)威數(shù)據(jù))。

      深圳市英威騰電氣有限公司按油田采油廠采油方式的不同需求,同時生產(chǎn)660V至1140V電壓等級的中壓變頻器。單機容量37KW~630KW供用戶選擇,特別適合井深超過1300M以上的深井電潛泵使用。
      該產(chǎn)品安裝、使用方便,保護功能完善,尤其是欠電流保護(既輕載自動關(guān)機)和過電流保護(因泥砂、石塊阻塞油泵或其它機械故障過載自動關(guān)機)功能。避免和減少因空轉(zhuǎn)和卡泵造成電機損壞,停產(chǎn)檢修的極大損失,受到用戶歡迎。
      由于中壓變頻器具有輸出頻率任意可調(diào)的特性,用戶可以及時、方便的根據(jù)油井產(chǎn)油量及油液面變化,調(diào)節(jié)電潛泵電機轉(zhuǎn)速,有利于油井穩(wěn)產(chǎn),節(jié)電率可達30-60%,綜合經(jīng)濟效益高。

      變頻節(jié)能系統(tǒng)及生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)在各行業(yè)機電設(shè)備和生產(chǎn)線上的應(yīng)用是社會生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢,它有著早使用、早改造、早受益、快發(fā)展的特點,它將不斷的被推廣應(yīng)用,并將為企事業(yè)的發(fā)展錦上添花,為全社會的發(fā)展添磚加瓦。

      綜合效益
      采油井潛油電泵是一種大慣量變化負載,所采用的拖動設(shè)備是三相異步電機,普遍存在效率低,不便調(diào)速,上下沖程不可調(diào),功率因數(shù)低等弊端。針對以上問題,我公司開發(fā)研制了invt系列產(chǎn)品及共用直流母線技術(shù),采用了先進的控制方式控制潛油電泵運行,達到節(jié)能、增效、增產(chǎn)實現(xiàn)自動化的效果,同時達到了電網(wǎng)優(yōu)化的目的,在國內(nèi)各油田得到廣泛的應(yīng)用。 節(jié)能增效基本原理
      本控制裝置基于變頻調(diào)速原理開發(fā)而成。在潛油電泵大慣量變載工作狀態(tài)下,本控制裝置有以下幾個特點可以達到節(jié)能效果。
      →調(diào)速節(jié)能
      潛油電泵屬次泵類負載,其耗電功率P∝N3,如果調(diào)整轉(zhuǎn)速N滿足最佳沖次及上下沖程速度,省電效果驚人。
      →動態(tài)調(diào)功功能
      在潛油電泵變載的工作狀態(tài)下,控制裝置以7000次/秒的速度自適應(yīng)電機的載荷,自動改變加在電機上的端電壓,保證電機在最小電流、最低電壓即最小功率狀態(tài)下運行,達到了節(jié)能效果,即調(diào)不調(diào)速都節(jié)能。
      →動態(tài)功率因數(shù)補償功能
      控制裝置具有功率因數(shù)補償功能,可取代原有的控制柜啟動器、補償器,使系統(tǒng)趨向一體化,保證電機功率因數(shù)COS∮>0.95以上,從而減小了設(shè)備損耗,減小了線損,改造了電網(wǎng),增加了裝機容量,達到了節(jié)能的目的。
      →軟啟動功能
      由于電機全壓啟動時,啟動電流等于3~7倍的額定電流,因此通常在帶載電機啟動時,會對電機和供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊,導(dǎo)致對電網(wǎng)容量要求過高,而且啟動時對設(shè)備產(chǎn)生的大電流和震動對設(shè)備極為不利;采用本控制裝置的軟啟動功能將會使啟動電流遠遠低于額定電流,實現(xiàn)電機真正意義上的軟啟動,達到了節(jié)能的目的。不但減少了對電網(wǎng)的沖擊,且能延長設(shè)備使用壽命及維修周期,減少設(shè)備維修費用。
      →本控制裝置可任意分別設(shè)定潛油電泵的速度,以適應(yīng)油井井下原油液面的變化。使?jié)撚碗姳秒S時工作在最佳運行狀態(tài),達到增產(chǎn)、增效的目的。

      文章版權(quán)歸西部工控xbgk所有,未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載。

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