当前位置: 首页 > 工程管理前沿 > 2019年24期 > 游梁式抽油机变频节能技术应用研究

工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:5259
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-02-26 20:20:48
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

游梁式抽油机变频节能技术应用研究

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 杨虎生,1,刘毅,2
资料简介

摘要: 抽油机在油田开采中属于耗能较大的机械设备,所以在实际运用中需要根据油田的供液量的情况而定,否则一旦出现问题便会导致较大的电能浪费。为了提高油田采油效率以及降低能耗,便需要根据其情况开展相应的抽油机变频节能工作。本文通过对游梁式抽油机变频节能技术的运用问题进行研究,提出了相应的应对措施,以供参考。

游梁式抽油机变频节能技术应用研究

杨虎生 1 刘毅 2 王玉柱 2

1 玉门油田分公司机械厂 甘肃省玉门市 735200

2 玉门油田分公司老君庙采油厂 甘肃省玉门市 735200

摘要: 抽油机在油田开采中属于耗能较大的机械设备,所以在实际运用中需要根据油田的供液量的情况而定,否则一旦出现问题便会导致较大的电能浪费。为了提高油田采油效率以及降低能耗,便需要根据其情况开展相应的抽油机变频节能工作。本文通过对游梁式抽油机变频节能技术的运用问题进行研究,提出了相应的应对措施,以供参考。

关键词:游梁式抽油机;变频节能技术;技术应用

一、游梁式抽油机变频改造

由于抽油机在实际的运行中存在着较多的限制,同时实际使用中也存在着诸多不确定性因素,所以在对抽油机变频改造时其会出现诸多难点。

1.游梁式抽油机的变频改造难点

游梁式抽油机的变频改造主要具有以下几点难点:

其一,抽油机通常在单一的工作循环过程中具有两次发电状态存在,在这种状况下,如果未采取有效的应对措施,便有较大的可能会使变频设备发生故障;

其二,抽油机在启动时需要较大的设备转矩,在此环节需要提前设置好变频器的相关参数,否则容易导致其出现过流或无法启动的现象;

其三,多数操作人员在抽油机变频改造的异常设计方案中对油体浓度以及油井的液面变化并没有充分考虑,因此无法有效的提高油田的采油产量。

2. 游梁式抽油机的变频改造方案

变频器在抽油机的改造中具有以下特性:首先,根据抽油机工作方式的特殊性以及载荷的特性,需要在满足抽油机的作业标准的情况下实现抽油机变频改造,并需要将抽油机的干扰滤波器、防雷击装置等设备都集成到抽油机变频改造的变频器中,以此来提升抽油机的使用效率与可靠性。由于抽油机在实际作业中需要进行交变载荷,所以变频器改造也需要满足抽油机相应的控制程度,即在抽油机供液条件下实现对作业方式的自动调节,同时也需要能够实现抽油机能够根据工作的实际情况进行自动调节,主要强调抽油机能够具备动态变动的特性,同时也需要满足在抽油机的泵充满系数以及排量系数提升的状态下实现增加产能、节省能耗与无极调速的效果。

同时,在使抽油机频率与油液输送速度具有动态调节效果,并能够在满足产能提升的条件下具备良好的节能效果;

其一,需要能够对抽油机冲程频率进行动态调节。

就抽油机冲程频次来说,以往可用过机械调整的方式进行,但就以这种方式而言,其在完成设备调整之后便无法对其经常进行变动,同时,由于其以皮带轮φ对频次进行调整等方法具有一定限制,所以无法完全的满足油井负荷的适应性需求。而通过变频改造这能够在抽油机运作中实现动态调整,能够有效的实现技能目标;

其二,变频改造能够有效的对抽油机上下行程速度动态进行调整,并在此基础上实现节能增产的目标。其主要是在使用变频调速的情况下,通过传感器的应用,实现对抽油机上下行程速度以及电流输出的控制,并是抽油机上下冲程具备不同转速的同时也能够对其速比进行动态调节。此外,也能够有效的对抽油机在运作中的实际需求进行调整,并以此来提升油泵的充满度。通过变频器对抽油机上行程速度进行提升,能够有效的在建设漏失系数的情况下达到产能提升的效用。

二、抽油机变频器的实践应用

抽油机变频器在实际运用中能够有效的根据油井开采工况对抽油机上下行程以及冲程的频率与频次进行动态调节,以此方式能够有效的是抽油机排供系统处于动态协调状态下。以我国当前时期的某抽油机为例,在通过对作业现场以及抽油机等情况进行细致研究之后,并确定了对油井前期以及中后期阶段分别展开相应的变频改造工作,主要内容如下所示:

其一,在油井前期改造阶段,由于油井初期属于刚刚开采,所以油井内的储油量会较大,为了能够在一定程度上提高油田开采效率,现场确定了对其冲程与频次进行提升,并使抽油机变频器处于65Hz的运行速度上,同时,每提升1/3频率便使电机的转速提升30%,使其能够在工时、工频等数值相等的情况下提升30%左右的原油产量;

其二,在油井开采的中后期阶段,由于开采中后期的油井的油量较低,而在抽油机供液不足的情况下,如果依然采用原先的频率运行,则必然会导致电能的浪费,也有可能会导致抽油机变频器出现不必要的损坏。所以需要对抽油机的冲程频次进行重新调整,改为上快下慢的运行方式进行油田开采,通常情况下,中后期的抽油机运行频率应当保持在35-45Hz范围内,并使与之相连的电机转速下降20%左右。由于此阶段的抽油机负荷较低,所以能够达到25%左右的节电率。对于稠油井的后期开采阶段,随着时间推移,油田内的原油粘度会不断的提升,导致原先生产模式下的抽油机时常会出现光杆现象,而在对抽油机冲程频次进行调节后能够有效的避免这类情况的发生,同时也能够有效的延长原油开采时间,并能够提升油田产量。

三、抽油机变频改造的注意事项

在抽油机变频改造中存在着诸多影响因素,所以在改造过程中特别需要注意以下几个方面的内容:

其一,首先需要注意抽油机存在的转矩较大的特性,所以在抽油机具体的改造过程中,需要对转矩曲线提升的数值设置进行完善,并使其能够满足油田开采的工作需求,且如没有针对抽油机转矩曲线进行提升设置,则会导致抽油机的电流率加大,进而出现电能浪费。

其二,抽油机滑块出现下降情况时,会促使抽油机的整体负荷量不断下降,同时也会使与之相连的电机再次进入发电状态。而采用了变频器等设备后,电能通过变频设备能够将其直接转化为直流电,并在将其施加在电路上后,能够有效的提升母线电压强度。而在此时则需要对电压值进行控制,如若电压值过高,便有可能导致主器件损坏,如电解电容以及功率模块等器件。对此,便需要对制动回路的施加进行完善,在再生电压得到释放的情况下使其主回路器件能够在安全的电压环境下运行。

其三,抽油机的运作通常处于恶劣环境中,而抽油机的运行通常并无人看守。因此,便对抽油机变频器的环境适应能力发出了更难的挑战。在这种情况下,变频器的选择便需要具备一定的可靠性,同时也需要做好双层控制柜的构成设计,并在其中安置好自动控制系统。并且使其能够在高温情况下自动启动风冷系统,及时的排出柜内的多余热量。且在柜内低温情况下则会自动进行加热,保障抽油机变频器能够始终保持在理想的工作温度环境下。双层柜的设计也能够有效的避免受到阳光的直接照射。

结束语

综上所述,本文通过对游梁式抽油机的变频节能技术进行了研究,并对在变频改造中可能出现的各种情况进行了分析,同时给出了相应的解决措施,所以,在抽油机变频技术应用时,需要对变频机进行适量的改造,在满足其正常运作的基础上降低抽油机的能耗提高原油产能,以此来提高原油开采的经济效益。

参考文献:

[1]包振水. 游梁式抽油机节能控制研究[D].西南石油大学,2016.

[2]徐向前. 游梁式抽油机采油系统矢量控制节能方法研究[D].长安大学,2013.

[3]聂小涛. 基于智能控制的抽油机变频节能控制系统[D].山东大学,2009.

[4]欧立生. 游梁式抽油机拖动系统变频控制的研究[D].沈阳工业大学,2002.

[5]郝泽翰.抽油机节能方法与变频技术合理应用研究[J].石化技术,2017,24(04):60.