王 輝 劉 健 潘 登 孫春梅

（天津石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300280）

隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，變頻技術(shù)的使用也越來越廣泛，不管是工業(yè)設(shè)備上還是家用電器上都會使用到變頻器。變頻器的合理使用可以改善生活，做到高效節(jié)能，通過對變頻器的使用提高工作效率。

一、變頻技術(shù)

由于我國的電力資源大部分都消耗在了一些大功率的設(shè)備上，這造成了資源的浪費，如果把變頻技術(shù)運用到其中，通過電機(jī)轉(zhuǎn)速對其進(jìn)行控制就可以達(dá)到節(jié)電的目的。這樣可以獲得長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效率，對于社會效益也有突出的貢獻(xiàn)。

變頻技術(shù)作為一種節(jié)能技術(shù)，主要是通過改變電源頻率的電器設(shè)備從而達(dá)到節(jié)能的目的，它的適用性很廣，系統(tǒng)安全可靠而且可以延長設(shè)備的使用壽命，它這種優(yōu)良的特性成為了現(xiàn)代電力傳動技術(shù)的一個主要發(fā)展的方向。電動機(jī)個機(jī)器的核心部分，它的運轉(zhuǎn)速度需要根據(jù)機(jī)器所負(fù)荷大小來調(diào)整運轉(zhuǎn)頻率，而變頻器就是充當(dāng)調(diào)整其頻率的作為，變頻器的使用不僅可以節(jié)能還可以延長機(jī)器的使用壽命，一舉兩得。變頻調(diào)速和其他調(diào)速相比較，最突出的特點就是它是目前可以達(dá)到的最好、最成熟的一項節(jié)能技術(shù)。

二、變頻技術(shù)在石油鉆采中的應(yīng)用

2.1 生活區(qū)自動恒壓供水系統(tǒng)

由于鉆井隊中不僅是鉆井系統(tǒng)的能源消耗大，鉆井隊人員的日常生活也會消耗到很多的能源，如果不對這些方面做到及時的改進(jìn)會造成能源的大量流失。利用變頻技術(shù)對鉆井隊中生活區(qū)使用的“生活區(qū)自動恒壓供水系統(tǒng)”，通過變頻器來控制水泵，給生活區(qū)提供一個恒壓水源。在供水系統(tǒng)中，恒壓供水是使出口壓力保持不變，通過變頻供水達(dá)到節(jié)能降耗的要求。

2.1.1 變頻恒壓供水的優(yōu)點：

①自動維持恒定壓力，不會因為水量的變化而造成管道破裂，供水質(zhì)量好。

②減少了電機(jī)水泵的啟動沖擊，增加了水泵的使用壽命。

③系統(tǒng)根據(jù)用戶的用水量的檢測從而達(dá)到控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速的效果，避免了人力的浪費。

④變頻恒壓供水的系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，可以自動調(diào)節(jié)，避免了很多的麻煩，節(jié)省能源。

2.1.2 改造方案

變頻供水有兩種基本運行方式，變頻泵固定方式和變頻泵循環(huán)方式。變頻泵固定是把變頻器固定在一個泵上，如果泵的需要改變則通過變頻器把信號傳輸給其他泵相應(yīng)的指令。這種方案在切換的過程中不會出現(xiàn)失壓現(xiàn)象，即使變頻器出現(xiàn)故障也不會導(dǎo)致供水的中斷，但是投資相對較大。變頻器和水泵相連，在各個水泵之間進(jìn)行變頻循環(huán)，但是在切換的過程中有一定的延遲，會有短時失壓現(xiàn)象。

而現(xiàn)在我們綜合這兩種技術(shù)的特點研究討論出一種新的改造方案。是使用多臺變頻泵同時運行，但在剛開始的時候只啟用一臺變頻泵，隨著管道壓力和水流能量的改變逐漸增加變頻泵的數(shù)量，通過數(shù)據(jù)的計算達(dá)到省泵和省電的目的。這種方案的系統(tǒng)穩(wěn)定，不出出現(xiàn)失壓現(xiàn)象的發(fā)生，也不會造成水泵的頻繁切換。

2.1.3 變頻器的防干擾問題

在變頻器的工作中會出現(xiàn)一些干擾信號，很可能會影響到變頻器的正常工作，因此必須采取相應(yīng)的措施來防止信號干擾。例如分離強(qiáng)電和弱電；離控制回路的信號線和動力線；頻器的控制柜外殼必須接地，遠(yuǎn)離大容量變壓器；在變頻器的主電路中加入電抗器，避免無線電信號的干擾。

2.1.4 預(yù)期的改造效果

①通過對水壓和水流量這兩個變量的計算，達(dá)到恒壓這一定量，使管道內(nèi)的壓力一定，保護(hù)管道，這樣的變頻技術(shù)系統(tǒng)穩(wěn)定可以達(dá)到節(jié)能的目的。

②使各臺水泵的運行時間保持了基本的一直，提高了設(shè)備的利用率，避免了失壓現(xiàn)象的產(chǎn)生，延長了水泵的使用壽命。

③系統(tǒng)具有完善的電氣安全保護(hù)措施，可以及時的提供水泵的變化數(shù)據(jù)，有利于水泵的維護(hù)和維修。

④消除了無線電信號的干擾，得到的數(shù)據(jù)相對準(zhǔn)確，可以對水泵進(jìn)行及時的控制和處理。

2.2 鉆井使用的絞車、轉(zhuǎn)盤等的變頻控制

由于鉆井絞車在下鉆具和下管套時，套管鉆具和井壁的摩擦力不一樣，起重重量變化很大，但為了保證提升速度保持一定，導(dǎo)致鉆具和套管在不同時候造成的能量消耗不一致，造成了能量的浪費。同時，頻繁的高壓對于電機(jī)的使用也是不好的，不能讓電機(jī)起到保護(hù)功能，容易造成電機(jī)的損壞。因此變頻技術(shù)的應(yīng)用還是相當(dāng)重要的一門技術(shù)。

鉆井絞車的改造原則：

2.2.1 提高井場電網(wǎng)質(zhì)量，減少絞車運行對井場電網(wǎng)的影響，避免電網(wǎng)質(zhì)量的下降。

2.2.2 達(dá)到資源的充分利用，在絞車的運行過程中不會造成電動機(jī)資源的浪費，實現(xiàn)變頻節(jié)能的效果。

2.2.3 使鉆井絞車能適應(yīng)起重量的變化，具有足夠的起升檔數(shù)，準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)鉆壓，均勻地送鉆具，在下鉆過程中能隨意控制下放速度。

對于這三條改造的原則是都要遵循的，在實際的運用過程中，如果僅僅只對一項原則進(jìn)行改造會起不到改造想要達(dá)成的效果。

結(jié)語

變頻技術(shù)作為現(xiàn)代的一項節(jié)能降耗的重要技術(shù)手段在很多領(lǐng)域都得到應(yīng)用，例如空調(diào)、水泵等各種系統(tǒng)，只要有電機(jī)的存在就可以增加變頻技術(shù)，達(dá)到節(jié)能的效果。而石油行業(yè)是一項消耗能源很嚴(yán)重的行業(yè)，這個行業(yè)的產(chǎn)值也是相對較高的，怎樣才能在最短的時間內(nèi)做到節(jié)能降耗的效果呢，就是要把變頻技術(shù)運用其中，利用高科技提高我們的生活質(zhì)量和生活環(huán)境。變頻技術(shù)作為一項成熟的技術(shù)手段應(yīng)該被運用到各個領(lǐng)域中去，幫助我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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