摘要:本文主要介紹變頻器在油田的重要生產設備之一－youliangshichouyoujijienenggaizaodeyingyong，tongguofenxishebeihegongyiduijienenghetigaogongyishuipingzuoleshuoming，bingduigaizaofanganheyingyongzhongyinggaizhuyidewentizuolejiandanjieshao。

　　前言:

　　我國的油田多為低滲透的低能
、低產油田，不像中東的油田那樣具有很強的自噴能力，大部分油田要靠注水壓油入井，再靠抽油機把油從地層中提升上來。以水換油、以電換油是我國油田的現實，電費在我國的石油開采成本中占了很大比例。因此，石油行業十分重視節約電能。

　　在我國的石油開采中，機械采油井占絕大多數，其中有杆采油（有杆抽油井）占總機械采油的90%以上。全國產油量70%以(yi)上(shang)靠(kao)有(you)杆(gan)抽(chou)油(you)機(ji)來(lai)完(wan)成(cheng)。其(qi)能(neng)耗(hao)已(yi)占(zhan)油(you)田(tian)能(neng)耗(hao)的(de)三(san)分(fen)之(zhi)一(yi)。全(quan)國(guo)每(mei)年(nian)耗(hao)電(dian)約(yue)四(si)十(shi)二(er)億(yi)人(ren)民(min)幣(bi)。由(you)於(yu)各(ge)油(you)田(tian)每(mei)年(nian)要(yao)有(you)幾(ji)千(qian)口(kou)新(xin)井(jing)投(tou)入(ru)生(sheng)產(chan)
，連(lian)同(tong)原(yuan)有(you)設(she)備(bei)更(geng)新(xin)
，每(mei)年(nian)要(yao)新(xin)增(zeng)幾(ji)千(qian)台(tai)抽(chou)油(you)機(ji)。抽(chou)油(you)機(ji)在(zai)我(wo)國(guo)石(shi)油(you)開(kai)采(cai)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)地(di)位(wei)。

　　目前，在油田采用的抽油設備中，以遊梁式抽油機最為普遍，數量也最多。2003年


，勝利油田某采油廠采用變頻器對抽油機實施改造油井泵效率顯著提高
，日均增油2噸
，節電率達到30％以上
，下麵簡單介紹節能改造的原理和操作方案。

　　遊梁式抽油機工作原理

　　tadedongzuoyuanlishiyoujiaoliudiandongjihengsuyunzhuantuodongchouyoubeng，yanzhezhonglizuoyongfangxiangjinxingwangfuyundong
，congerbayuanyoucongshubaizhishuqianmidejingxiachoudaodimian。fenxiqifuzaitexingkezhiqiguanliangjiaoda
，erbutongdeyoujingdezhandudaxiaoyouhenbutong，dangyoudezhandujiaodashi，bengdexiaolvyebiandi，wangwangqidongyehenkunnan。gaifuzaiyoushizhouqifuzai，shangsheng、下(xia)降(jiang)行(xing)程(cheng)負(fu)載(zai)性(xing)質(zhi)亦(yi)不(bu)同(tong)
，下(xia)降(jiang)時(shi)尚(shang)帶(dai)有(you)位(wei)勢(shi)負(fu)載(zai)性(xing)質(zhi)。為(wei)適(shi)應(ying)這(zhe)些(xie)複(fu)雜(za)的(de)工(gong)況(kuang)
，抽(chou)油(you)機(ji)的(de)配(pei)置(zhi)及(ji)其(qi)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)往(wang)往(wang)隻(zhi)能(neng)是(shi)大(da)馬(ma)拉(la)小(xiao)車(che)。遊(you)梁(liang)式(shi)抽(chou)油(you)機(ji)運(yun)動(dong)為(wei)反(fan)複(fu)上(shang)下(xia)提(ti)升(sheng)，一(yi)個(ge)衝(chong)程(cheng)提(ti)升(sheng)一(yi)次(ci)，其(qi)動(dong)力(li)來(lai)自(zi)電(dian)動(dong)機(ji)帶(dai)動(dong)的(de)兩(liang)個(ge)重(zhong)量(liang)相(xiang)當(dang)大(da)的(de)鋼(gang)質(zhi)滑(hua)塊(kuai)，當(dang)滑(hua)塊(kuai)提(ti)升(sheng)時(shi)，類(lei)似(si)杠(gang)杆(gan)作(zuo)用(yong)
，將(jiang)采(cai)油(you)機(ji)杆(gan)送(song)入(ru)井(jing)中(zhong)；滑(hua)塊(kuai)下(xia)降(jiang)時(shi)
，采(cai)油(you)杆(gan)提(ti)出(chu)帶(dai)油(you)至(zhi)井(jing)口(kou)，由(you)於(yu)電(dian)動(dong)機(ji)轉(zhuan)速(su)一(yi)定(ding)
，滑(hua)塊(kuai)下(xia)降(jiang)過(guo)程(cheng)中(zhong)，負(fu)荷(he)減(jian)輕(qing)，電(dian)動(dong)機(ji)拖(tuo)動(dong)產(chan)生(sheng)的(de)能(neng)量(liang)無(wu)法(fa)被(bei)負(fu)載(zai)吸(xi)引(yin)，勢(shi)必(bi)會(hui)尋(xun)找(zhao)能(neng)量(liang)消(xiao)耗(hao)的(de)渠(qu)道(dao)，導(dao)致(zhi)電(dian)動(dong)機(ji)進(jin)入(ru)再(zai)生(sheng)發(fa)電(dian)狀(zhuang)態(tai)，將(jiang)多(duo)餘(yu)能(neng)量(liang)反(fan)饋(kui)到(dao)電(dian)網(wang)，引(yin)起(qi)主(zhu)回(hui)路(lu)母(mu)線(xian)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)，勢(shi)必(bi)會(hui)對(dui)整(zheng)個(ge)電(dian)網(wang)產(chan)生(sheng)衝(chong)擊(ji)，導(dao)致(zhi)電(dian)網(wang)供(gong)電(dian)質(zhi)量(liang)下(xia)降(jiang)，功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)降(jiang)低(di)的(de)危(wei)險(xian)
；頻繁的高壓衝擊會損壞電動機
，造成生產效率降低、維(wei)護(hu)量(liang)加(jia)大(da)

，極(ji)不(bu)利(li)於(yu)抽(chou)油(you)設(she)備(bei)的(de)節(jie)能(neng)降(jiang)耗(hao)，給(gei)企(qi)業(ye)造(zao)成(cheng)較(jiao)大(da)經(jing)濟(ji)損(sun)失(shi)。遊(you)梁(liang)式(shi)抽(chou)油(you)機(ji)引(yin)入(ru)兩(liang)個(ge)大(da)質(zhi)量(liang)的(de)鋼(gang)質(zhi)滑(hua)塊(kuai)
，導(dao)致(zhi)抽(chou)油(you)機(ji)的(de)起(qi)動(dong)衝(chong)擊(ji)大(da)等(deng)諸(zhu)多(duo)問(wen)題(ti)。

　　除上述兩方麵問題外，油田采油的特殊地理環境決定了采油設備有其獨特的運行特點：在油井開采前期儲油量大
，供液足，為提高功效可采用工頻運行，保證較高產油量
；在(zai)中(zhong)後(hou)期(qi)，由(you)於(yu)石(shi)油(you)儲(chu)量(liang)減(jian)少(shao)，易(yi)造(zao)成(cheng)供(gong)液(ye)不(bu)足(zu)
，電(dian)動(dong)機(ji)若(ruo)仍(reng)工(gong)頻(pin)運(yun)行(xing)，勢(shi)必(bi)浪(lang)費(fei)電(dian)能(neng)，造(zao)成(cheng)不(bu)必(bi)要(yao)損(sun)耗(hao)，這(zhe)時(shi)須(xu)考(kao)慮(lv)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)，適(shi)當(dang)降(jiang)低(di)電(dian)動(dong)機(ji)轉(zhuan)速(su)，減(jian)少(shao)衝(chong)程(cheng)，有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)充(chong)盈(ying)率(lv)。

　　目前，對遊梁式抽油機的交流變頻調速技術改造主要有以下兩個方麵的優點：

　　(1)提ti高gao電dian網wang質zhi量liang，減jian小xiao對dui電dian網wang影ying響xiang。這zhe主zhu要yao集ji中zhong在zai供gong電dian企qi業ye對dui電dian網wang質zhi量liang要yao求qiu較jiao高gao的de場chang合he，為wei避bi免mian電dian網wang質zhi量liang的de下xia降jiang，需xu引yin入ru變bian頻pin控kong製zhi，其qi主zhu要yao目mu的de就jiu是shi減jian小xiao抽chou油you機ji工gong作zuo過guo程cheng對dui電dian網wang的de影ying響xiang。

　　(2)節能。一方麵
，油田抽油機為克服大的起動轉矩，采用的電動機遠遠大於實際所需功率

，工作時電動機利用率一般為20%～30%，最高不會超過50%，電(dian)動(dong)機(ji)常(chang)處(chu)於(yu)輕(qing)載(zai)狀(zhuang)態(tai)
，造(zao)成(cheng)資(zi)源(yuan)浪(lang)費(fei)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，抽(chou)油(you)機(ji)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)的(de)連(lian)續(xu)變(bian)化(hua)，取(qu)決(jue)於(yu)地(di)下(xia)的(de)狀(zhuang)態(tai)
，若(ruo)始(shi)終(zhong)處(chu)於(yu)工(gong)頻(pin)運(yun)行(xing)

，也(ye)會(hui)造(zao)成(cheng)電(dian)能(neng)浪(lang)費(fei)。為(wei)了(le)節(jie)能(neng)，提(ti)高(gao)電(dian)動(dong)機(ji)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)，需(xu)進(jin)行(xing)變(bian)頻(pin)改(gai)造(zao)。

　　節能改造的實施方案

　　（一）、簡單降速方式：直接加裝變頻器並將電動機運行頻率降下來

，降低電機轉速，增加每個衝程的時間，達到節能效果。實際應用中能達到15％－30％的節電效果。

　　（二）、變化衝程方式：經(jing)過(guo)實(shi)測(ce)井(jing)況(kuang)和(he)油(you)水(shui)比(bi)例(li)

，根(gen)據(ju)遊(you)梁(liang)式(shi)抽(chou)油(you)機(ji)的(de)運(yun)行(xing)特(te)性(xing)，對(dui)每(mei)個(ge)衝(chong)程(cheng)中(zhong)下(xia)降(jiang)和(he)提(ti)升(sheng)設(she)置(zhi)不(bu)同(tong)的(de)頻(pin)率(lv)，隨(sui)時(shi)調(tiao)整(zheng)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)，抽(chou)油(you)杆(gan)慢(man)速(su)下(xia)降(jiang)快(kuai)速(su)提(ti)升(sheng)，不(bu)僅(jin)達(da)到(dao)節(jie)電(dian)效(xiao)果(guo)，而(er)且(qie)能(neng)夠(gou)有(you)效(xiao)地(di)調(tiao)整(zheng)油(you)水(shui)比(bi)例(li)
，提(ti)高(gao)產(chan)量(liang)。實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)對(dui)近(jin)40台改造後的遊梁式抽油機現場實測，較工頻運行時平均節電38％
，如果再計算產油量的提高，綜合效益非常可觀。

　　實際應用中容易出現的問題及解決方法

　　在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)出(chu)現(xian)了(le)許(xu)多(duo)問(wen)題(ti)
，主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)遊(you)梁(liang)式(shi)抽(chou)油(you)機(ji)發(fa)電(dian)狀(zhuang)態(tai)產(chan)生(sheng)能(neng)量(liang)的(de)處(chu)理(li)上(shang)。對(dui)於(yu)上(shang)述(shu)第(di)一(yi)種(zhong)情(qing)況(kuang)，采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)加(jia)能(neng)耗(hao)製(zhi)動(dong)單(dan)元(yuan)可(ke)較(jiao)方(fang)便(bian)實(shi)現(xian)，這(zhe)是(shi)以(yi)多(duo)耗(hao)電(dian)能(neng)為(wei)代(dai)價(jia)的(de)，主(zhu)要(yao)因(yin)為(wei)發(fa)電(dian)能(neng)量(liang)不(bu)能(neng)回(hui)饋(kui)電(dian)網(wang)造(zao)成(cheng)。在(zai)未(wei)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)時(shi)
，電(dian)動(dong)機(ji)處(chu)於(yu)電(dian)動(dong)狀(zhuang)態(tai)時(shi)，從(cong)電(dian)網(wang)吸(xi)收(shou)電(dian)能(neng)
；diandongjichuyufadianzhuangtaishi，shifangnengliang，diannengzhijiehuikuidianwangde
，bingweizaibendishebeishanghaofeidiao。zonghebiaoxianweichouyoujigongdianxitongdegonglvyinshujiaodi，duidianwangzhiliangyingxiangjiaoda。danzaishiyongputongbianpinqishi，qingkuangfashenglebianhua。putongbianpinqishurushierjiguanzhengliu，nengliangbukefanfangxiangliudong。shangshuzhebufendiannengmeiyouliuhuidianwangdetonglu，xuyongdianzujiudixiaohao，zheshibixushiyongnenghaozhidongdanyuandeyuanyin。

　　使用環境對變頻調速係統的影響不容忽視
，變頻調速係統安裝位置大多數是野外的抽油機附近，降雨
、結露、潮濕、冰凍
、灰塵

、昆蟲
、小動物都會對變頻器造成嚴重損害，同時還要防盜。這些情況要在安裝之初就充分解決
，目前大多數現場采用的辦法是雙層、防fang水shui防fang塵chen配pei電dian櫃gui來lai解jie決jue上shang述shu問wen題ti。這zhe樣yang基ji本ben上shang能neng解jie決jue野ye外wai作zuo業ye的de環huan境jing影ying響xiang，但dan是shi同tong時shi造zao成cheng散san熱re不bu良liang的de問wen題ti，為wei保bao證zheng正zheng常chang工gong作zuo
，需xu要yao在zai變bian頻pin器qi容rong量liang的de選xuan擇ze上shang充chong分fen考kao慮lv。

　　電dian網wang質zhi量liang對dui變bian頻pin器qi的de影ying響xiang也ye很hen大da，遊you梁liang式shi抽chou油you機ji的de供gong電dian線xian路lu較jiao遠yuan，電dian網wang容rong易yi產chan生sheng波bo動dong
，很hen多duo對dui電dian網wang穩wen定ding要yao求qiu高gao的de變bian頻pin器qi會hui經jing常chang出chu現xian過guo電dian壓ya或huo者zhe欠qian電dian壓ya保bao護hu，因yin為wei變bian頻pin器qi具ju備bei適shi應ying電dian網wang波bo動dong較jiao大da場chang合he使shi用yong的de特te性xing
，所suo以yi應ying用yong變bian頻pin器qi以yi來lai，雖sui然ran電dian網wang有you較jiao大da波bo動dong（310V――430V）之間，一直能夠正常運行。

　　野外安裝，防雷擊也是重要方麵，在安裝時要注意設置避雷裝置。

　　【結論】：變頻技術因其節能、利於提高工藝水平、方便構成自控係統的優勢，在各個行業得到越來越過廣泛的應用。應用變頻調速是企業提高工藝水平
、節能挖潛

、增加效益的重要途徑，今後必將得到更廣泛的應用，為企業創造巨大的效益。