大慶油田力神泵業(yè)有限公司

變頻調(diào)速在潛油電泵中的應(yīng)用

孟祥丹大慶油田力神泵業(yè)有限公司

在潛油電泵的配電箱中，中壓變頻器一般采用的是二極管三電平變頻調(diào)速技術(shù)。選用的變頻器能夠在啟動時消除產(chǎn)生的啟動沖擊電流，保證將潛油電泵在啟動時產(chǎn)生的沖擊電流控制在150%范圍之內(nèi)。通過變頻調(diào)速技術(shù)能夠有效地降低油壓，從而降低電潛泵的電壓，保證潛油電泵的正常工作。安裝變頻器后，油田對機械的耗電支出大大減少。

油田開采；潛油電泵；變頻調(diào)速

1 工作原理

潛油電泵是油田開采中使用最廣的多級離心泵，在一些較深的油井為了將線路的故障降低，會將普遍采用的工頻電壓調(diào)成660 V或者高一級的1 000 V的級別。

在潛油電泵的配電箱中，中壓變頻器一般采用的是二極管三電平變頻調(diào)速技術(shù)。在變頻調(diào)速系統(tǒng)中主要包括控制監(jiān)測、頻率生成、電壓波形數(shù)據(jù)存儲以及變換輸出四部分。

變頻系統(tǒng)的工作原理為：在油田開采中，系統(tǒng)根據(jù)分析的實際情況，由控制監(jiān)測的單片機選擇出最優(yōu)的電壓和頻率，并將這些數(shù)據(jù)的地址傳送給定時器和數(shù)據(jù)存儲器，定時器將數(shù)據(jù)進行輸出，并按照一定的順序去控制晶體管的開關(guān)，實現(xiàn)平穩(wěn)輸出電平的目標(biāo)。

2 技術(shù)特點

（1）潛油電泵中變頻器采用的是二極管三電平變頻調(diào)速技術(shù)，在運行的過程中穩(wěn)定可靠，并且使用的核心器件價格低廉，性價比高，在使用中出現(xiàn)故障的概率低。

（2）選用的變頻器能夠在啟動時消除產(chǎn)生的啟動沖擊電流，保證將潛油電泵在啟動時產(chǎn)生的沖擊電流控制在150%范圍之內(nèi)。在啟動開始時，電動機轉(zhuǎn)速的提升還會導(dǎo)致頻率發(fā)生變化，而使用變頻器能將產(chǎn)生的反電勢降低，使電動機在啟動時發(fā)生故障機率降低。

（3）通過變頻調(diào)速技術(shù)能夠有效地降低油壓，從而降低電潛泵的電壓，保證潛油電泵的正常工作，并且變頻調(diào)速技術(shù)還能根據(jù)井下的環(huán)境自動地調(diào)節(jié)出油量，保證油井處于正常的工作狀態(tài)。經(jīng)過調(diào)頻變速后，系統(tǒng)輕載和重載的功率會大大降低，有明顯的節(jié)能效果。

（4）變頻調(diào)速技術(shù)現(xiàn)在都是通過電腦進行智能控制，能根據(jù)油田的實際環(huán)境自動調(diào)整，大大提升了系統(tǒng)的自動化程度，并能實現(xiàn)油田生產(chǎn)的最優(yōu)控制。變頻調(diào)速對于貧油的油井來說，能夠通過連續(xù)的生產(chǎn)，減少停井的次數(shù)，達到節(jié)能增產(chǎn)的效果；而對于那些含砂的油井，通過變頻調(diào)速能減少卡泵的次數(shù)，并通過反轉(zhuǎn)排砂增加油泵的使用壽命；對于稠油油井，也可以智能地調(diào)整速度，降低潛油泵的功率，獲得可觀的效果和產(chǎn)量。

（5）變頻調(diào)速技術(shù)能夠有效地減少電動機的發(fā)熱量，延長電動機的使用壽命，減輕潛油泵各個部件的磨損，降低潛油泵的維修成本。應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，潛油泵的維修周期由原來的三到六個月，延長到一至兩年。通過降低維修成本，延長使用壽命，讓潛油泵在最優(yōu)的狀態(tài)下運行，使得潛油泵的采油系統(tǒng)效率得到提升。

3 技術(shù)應(yīng)用

在安裝變頻器的油田中，潛油泵輸出頻率上升的幅度都能通過變頻器進行調(diào)節(jié)，使得電動機能夠穩(wěn)定地切割旋轉(zhuǎn)的磁場，將電流控制在安全的范圍內(nèi)。此時對機械的撞擊大大減輕，使得之前一直存在的水錘效應(yīng)減小甚至是消失。使用變頻器后，機泵的轉(zhuǎn)速降低，每個葉片承受的應(yīng)力減小，機泵的磨損也就相應(yīng)地降低，機泵的使用壽命大大延長。在潛油泵運行時，產(chǎn)生的機械噪音也明顯降低，改善了井下工人的工作環(huán)境。在安裝變頻器后，自動變頻逐漸取代了手動調(diào)頻，這就大大降低了油田操作人員的工作量，將工人的勞動強度降到最低；同時機械的耗電量大大降低，油田對機械的耗電支出大大減少。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.052