貝殼BKVF系列變頻回饋一體機在油田抽油機上的應用

                        提供： B&K（深圳貝殼）公司  

1  引言
    石油化工行業是國民經濟發展的基礎行業，同時也是耗能大戶。目前，我國石油化工行業中抽油機的保有量在10萬臺以上，電動機裝機總容量在3500MW，每年耗電量逾百億kW·h。抽油機的運行效率特別低，在我國平均效率為25.96％，而國外平均水平為30.05％，年節能潛力可達幾十億kW·h。我國的油田不像中東的油田那樣有很強的自噴能力，多為低滲透的低能、低產油田，大部分油田要靠注水壓油入井，再用抽油機把油從地層中提升上來。以水換油或者以電換油是我國油田的現實，因而，電費在我國的石油開采成本中占了相當大的比例，所以，石油行業十分重視節約電能。多年來，各采油廠一直在抽油機節能的問題上下功夫，近幾年的實踐證明，變頻調速是最理想的高效調速節電技術。在油田生產中，應用變頻技術，一是改造“大馬拉小車”設備，適應變工況運行，二是生產工藝自動化的需要，作為閉環系統中理想的執行器。因為油田生產的特殊性，選用變頻器常重點考慮操作簡單化，運行的安全性、可靠性、經濟性，出現故障后系統處理的靈活性。變頻技術的發展日新月異，在油田生產中也由過去的簡單應用發展到系統集成，自動控制。所以，我們面臨的問題是怎樣做到變頻、電機、負載整個系統應用最優化，節電效益最大化。

2  抽油機介紹及相關功能需求
    抽油機(俗稱叩頭機)是石油開采中的必備設備。一般，每個原油生產井都至少使用一臺抽油機，將深藏在地下(或海水中)的石油通過抽油管抽出。圖1給出了抽油機的結構圖。抽油機的每個工作循環可分為上提抽油桿，下放抽油桿，從上提抽油桿轉換為下放抽油桿，從下放抽油桿轉換為上提抽油桿四個階段。

  圖1     抽油機結構圖
圖1中: 1—底座; 2—支架;
 3—懸繩器; 4—驢頭;
 5—游梁; 6—橫梁軸承座;
 7—橫梁; 8—連桿;
 9—曲柄銷裝置; 10—曲柄裝置;
 11—減速器; 12—剎車保險裝置;
 13—剎車裝置;14—電動機;15—配電箱。
    抽油機的負荷電流曲線如圖2所示。顯然抽油機的負載為一周期性變化的負載。抽油機由于其特殊的運行要求，所匹配的拖動裝置必須同時滿足三個最大的要求，即最大沖程，最大沖次，最大允許掛重。另外，還須具有足夠的堵轉轉矩，以克服抽油機啟動時嚴重的靜態不平衡。因此，往往抽油機在設計時確定的安裝容量裕度較大。