1. نظرة عامة:
تختلف سعة تخزين النفط تحت الأرض في آبار النفط في مختلف حقول النفط في جميع أنحاء البلاد. عندما لا يكون حجم النفط كافيًا
لجعل معدات وحدة الضخ تعمل بكامل طاقتها، يجب استخدام التحكم في التردد المتغير لتقليل الضخ
التردد وضبطه على السرعة التي يمكن أن يصل إليها حجم الزيت، بحيث يمكن لكل بئر نفط ضبط السرعة وفقًا للكمية
من النفط. هذه الطريقة لا تقلل فقط من الطريقة الحالية لحقن الماء في البئر، بل تسمح أيضًا لكل بئر نفطي
ضخ الزيت بشكل مستمر، مما يوفر الكهرباء المستهلكة بسبب حقن المياه والكهرباء الزائدة المستهلكة بسبب عدم كفاية
يمكن اعتبارها طريقةً موفرةً للوقت والجهد والطاقة وكفاءةً عالية. يجدر الترويج لطريقةٍ تُقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة.
تكلفة استخراج النفط.
2. توقعات السوق:
في سوق وحدات ضخ حقول النفط، يوجد عشرات الآلاف من وحدات الضخ في حقل داتشينغ النفطي، وآلاف وحدات الضخ في حقل لياوخه النفطي، وأكثر من 10000 وحدة ضخ في حقل شنغلي النفطي، بالإضافة إلى حقول جيلين النفطية، وتشونغيوان النفطية، وجيانغهان النفطية، وكاراماي النفطية، وتوها النفطية، وتشانغتشينغ النفطية، إلخ. على الرغم من استخدام العديد من وحدات التحكم بالتردد المتغير في حقول النفط المختلفة، إلا أنها لا تمثل سوى جزء صغير من الإجمالي، حوالي 5٪ من الإجمالي، وجزء كبير منها غير مُجهز بوحدات تحكم بالتردد المتغير. يتم تركيب كل حقل نفطي وتحويله على مراحل ودفعات كل عام، ولكن هناك فجوة كبيرة. لتحقيق أتمتة ضخ التردد المتغير، من الضروري تنفيذه على مراحل ودفعات. تتطلب معظم آبار النفط التحكم بالتردد المتغير، والذي يتمتع بإمكانات سوقية هائلة. يُعد اعتماد التحكم بالتردد المتغير الخيار الأمثل حاليًا. في الوقت الحاضر، يتزايد عدد وحدات الضخ التي يتم التحكم بها بواسطة التحكم بالتردد المتغير في مصانع إنتاج النفط الرئيسية في جميع أنحاء البلاد. مع زيادة الطلب على النفط في مصانع إنتاجه، يتزايد استخدام محركات التردد المتغير تدريجيًا. ومن أشهرها حقول داتشينغ، ولياوخه، وشنغلي، وغيرها. حاليًا، تشمل محركات التردد المتغير المستخدمة في حقول النفط علامات ABB، وXimenzi، وFuji، وJianeng IPC.
3. طرق توفير الطاقة:
عند تحليل طرق توفير الطاقة لخزائن التحكم الموفرة للطاقة في وحدات ضخ حقول النفط، فإن أول ما يجب النظر إليه هو ما هي الأشكال المختلفة للتحكم في توفير الطاقة لوحدات ضخ حقول النفط؟ نظرًا لأن حالة تشغيل وحدة ضخ الشعاع ليست حالة سرعة ثابتة، فإن حالة تشغيلها هي: أثناء الشوط الصاعد، يكون المحرك في حالة استهلاك للطاقة، وأثناء الشوط الهابط، يكون المحرك في حالة توليد. عند استخدام محول التردد، لضمان التشغيل المستمر لمحول التردد، يجب إطلاق الطاقة الكهربائية المولدة من المحرك. الطريقة الأولى هي إضافة وحدة كبح ومقاومة كبح لاستهلاك الطاقة الكهربائية في المقاوم؛ الطريقة الثانية هي استخدام كبح التغذية الراجعة لإعادة الطاقة الكهربائية إلى شبكة الطاقة الأصلية. إن اختيار طريقة كبح التغذية الراجعة الثانية في وحدات ضخ حقول النفط هو الطريقة لتحقيق أقصى قدر من توفير الطاقة.
4 مبدأ العمل وطريقة التحكم:
بالنسبة لآبار الاستخلاص ذات اللزوجة المتوسطة والمنخفضة للنفط الخام ومحتوى الماء العالي، ينبغي أن يكون وضع التشغيل الأمثل لوحدة الضخ هو "التباطؤ والانخفاض السريع". يُفيد "التباطؤ" في تحسين درجة ملء مضخة الضخ وزيادة حجم التفريغ في كل شوط. وفي الوقت نفسه، يُقلل "التباطؤ" بشكل فعال من الحمل الديناميكي الإضافي على نقطة التعليق، مما يُقلل من خسائر الشوط، ويُحسّن ظروف عمل معدات استخلاص النفط، ويُطيل عمرها الافتراضي. أما "الانخفاض السريع" فيُفيد في إغلاق صمام مضخة الزيت الثابت في الوقت المناسب، مما يُحسّن كفاءتها، ويوفر الوقت، ويزيد إنتاج النفط في وحدة الزمن.
بالنسبة للآبار عالية الإنتاجية وعالية المحتوى المائي، يمكن زيادة وتيرة الشطف وزيادة وتيرة الشطف بشكل مناسب لتحقيق زيادة سريعة في إنتاج السوائل بنسبة 30% تقريبًا. أما بالنسبة للآبار منخفضة الإنتاجية، فقد وُجد في التجارب العملية أنه عند زيادة وتيرة الشطف، فإن معدل تصريف السوائل ينخفض، بل لا يرتفع. ومع ذلك، عند خفض وتيرة الشطف، يزداد معدل تصريف السوائل بنسبة 20-30% تقريبًا، مع توفير الكهرباء وإطالة عمر وحدة الضخ والأنابيب والقضيب. الفوائد الاقتصادية مذهلة. باختصار، في ظل ظروف عمل مختلفة، يمكن أن يحقق الاختيار المناسب لمعايير التشغيل توازنًا بين العرض والإنتاج في آبار النفط، ويحقق هدف زيادة الإنتاج وتوفير الطاقة.
بعد استخدام نظام التحكم في تحويل التردد من سلسلة PMD، يتم إدخال دائرة الامتصاص ودائرة التفريغ لمحرك وحدة الضخ أثناء التشغيل الرباعي (مثل حالة توليد الطاقة) في محول التردد من سلسلة PMD، بالإضافة إلى دائرة وحدة التغذية الراجعة. أثناء التشغيل العادي، لا تعمل دائرة وحدة التغذية الراجعة. عندما يكون المحرك في حالة توليد ويرتفع جهد الناقل إلى مستوى معين، تبدأ وحدة التغذية الراجعة بالعمل. من خلال عاكس IGBT ثلاثي الطور SVPWM، تُعاد الطاقة الكهربائية المُعاد توليدها من ناقل التيار المستمر إلى الشبكة. يُعد هذا التصميم أكثر ملاءمة للتحكم في وحدات الضخ، وله تأثير توفير طاقة أكبر.
الخصائص الوظيفية لمحول التردد من سلسلة PMD
1. تنفيذ عملية التشغيل السلس والتوقف السلس والتحكم في تنظيم السرعة
تيار البدء صغير، والسرعة مستقرة، والأداء موثوق، والتأثير على شبكة الطاقة صغير. يمكن ضبط السرعة لأعلى ولأسفل والتحكم في التشغيل في حلقة مغلقة.
٢. يُمكن تحديد تدفق وحدة الضخ وسرعتها وإنتاجها بناءً على مستوى السائل وضغط بئر النفط، مما يُقلل استهلاك الطاقة بشكل فعال، ويُحسّن كفاءة المضخة، ويُقلل من تآكل المعدات، ويُطيل عمر الخدمة.
3. برنامج تطبيقي مخصص لوحدات الضخ، بتصميم مبسط، مناسب للتصحيح المباشر من قبل عمال استخلاص النفط العاديين؛
4. جهاز ترشيح الإدخال المدمج، وتصفية الضوضاء الكاملة، والتداخل مع شبكة الطاقة هو 1/4 من محولات التردد التجارية العادية؛
5. التتبع التلقائي للجهد الكامل، والحساب التلقائي لعزم الكبح، وتبسيط تشغيل روابط التطبيق؛
٦. وحدة كبح تغذية راجعة مدمجة، تُعيد الطاقة الكهربائية المُتجددة إلى الشبكة. مفاعل وفلتر مدمجان، يمكن توصيلهما مباشرةً بشبكة الكهرباء، بكفاءة تغذية راجعة تصل إلى ٩٧٪. كفاءة طاقة أعلى بنسبة ١٥٪ إلى ٢٥٪ من مُحوّلات التردد العامة، مع فقدان حرارة أقل من ٣٪ من مقاومة الكبح، مما يُقلل من مصادر الحرارة، ويُعزز السلامة.
7. محرك شامل، متوافق مع محرك متزامن مغناطيسي دائم ومحرك غير متزامن للتحكم؛
8. يحتوي على وظائف حماية متعددة مثل التيار الزائد، والدائرة القصيرة، والجهد الزائد، والجهد المنخفض، وفقدان الطور، والسخونة الزائدة، وما إلى ذلك، مما يضمن تشغيل النظام بشكل أكثر أمانًا وموثوقية؛
9. تصميم ميداني آلي بالكامل، بدون سائق، يسمح بالتحكم التلقائي في سرعة الضخ دون الحاجة إلى استبدال المعدات الميكانيكية. مناسب لآبار النفط في مختلف المناطق والمنشآت، وملائم لمختلف الظروف المناخية.
10. وحدة اتصال لاسلكية اختيارية للتكامل السلس مع أنظمة حقول النفط الرقمية.