引言:
作為當前世界能源與化工行業(yè)原理支柱的石油,被喻為工業(yè)的血液,每時每刻都牽動著每個國家的經濟發(fā)展。作為整個石油開采工程的關鍵設備,抽油機在石油開采中充當著非常重要的角色。
在當前的石油開采中,應用最廣泛的主要是游梁式與直驅式兩種抽油機,二者之間各有各的優(yōu)缺點,二者分別應用在不同深度的油田上。傳統(tǒng)游梁式抽油機,也就是磕頭機,抽油桿行程一般只有2到3米,抽油效率較慢,且使用能耗電阻來消耗倒發(fā)電,比較浪費電能;而直驅式抽油機,因螺桿長度的限制,一般只能應用在深度較淺的油田上。
隨著時代的發(fā)展,為了響應國家節(jié)能環(huán)保的口號,提高設備的工作效率,卷揚機式抽油機應運而生。
一、設備介紹
卷揚機式抽油機根據油井的深度不同,可分為8型機、14型機、18型機和24型機。其驅動部分配備變頻器(VFD)采用閉環(huán)控制方式,電機加裝減速機帶動滾筒,滾筒收放70米長的鋼繩,使抽油泵可在深度50米處上下往返,作業(yè)油井深度可達2000-3000米。油井上行過程中,機器一直處于抽油狀態(tài);下行過程中,電機處于輕載運行狀態(tài),其倒發(fā)電產生的電能直接通過回饋單元回饋到輸入端電網中,無能量浪費,可大大提高節(jié)能效率。
二、方案介紹
不久之前在我國西部某地區(qū)的采油施工現(xiàn)場中,一臺(55KW)變頻器在14型卷揚機式抽油機上完成了成功應用。
該設備控制柜內采取恒溫控制,觸摸屏、PLC、變頻設備通過交換機進行通訊;觸摸屏與變頻設備之間采用MODBUS通訊,用來修改參數(shù)值和監(jiān)視部分運行數(shù)據;變頻設備主控板部位另外加裝一塊EN-PG03擴展卡,與電機末端編碼器相連形成閉環(huán)系統(tǒng),從而實現(xiàn)精確和快速響應的高性能矢量控制。系統(tǒng)通過觸摸屏進行操作,可以設定行程深度、變頻設備運行速度、以及運行時負載的重量范圍,當運行行程和負載重量超過設定值,機器會報警停止工作,以保護機器。運行的行程深度和負載重量等參數(shù)會實時記錄,可以形成曲線圖片,通過聯(lián)網裝置發(fā)送到手機上實時查看。
系統(tǒng)接線
部分參數(shù)設置
變頻器應用優(yōu)勢:
(1)主板除可配備不同制式擴展卡,與電機編碼器相連,形成閉環(huán)控制,使得系統(tǒng)更安全;
(2)提高了設備的工作效率,減少了能源浪費,使系統(tǒng)更加節(jié)能;
(3)提升設備整體性能,使其實用性高,推廣性強,應用前景廣闊。
(4)抽油機變頻器的抱閘邏輯控制輸出部分,能夠很好的在力矩建立和松抱閘之間達到平穩(wěn)過渡,并且令加減速,起停非常平穩(wěn)精準;