Bjælkepumpeenheden er en deformeret firestangs koblingsmekanisme, og dens overordnede strukturelle egenskaber er som en balance. Den ene ende er pumpebelastningen, og den anden ende er den afbalancerede tunge last. For beslaget, hvis drejningsmomentet dannet af pumpebelastningen og ligevægtsbelastningen er ens eller ændrer sig konstant, kan pumpeenheden arbejde kontinuerligt og uafbrudt med meget lidt strøm. Det vil sige, at pumpeenhedens energibesparende teknologi afhænger af balancen. Jo lavere balanceforholdet er, desto større er den strøm, der kræves af elmotoren. Fordi pumpebelastningen konstant ændrer sig, og balancevægten ikke kan være helt i overensstemmelse med pumpebelastningen, gør det strålepumpeenhedens energibesparende teknologi meget kompleks. Derfor kan man sige, at strålepumpeenhedens energibesparende teknologi er afbalanceringsteknologien.
Introduktion til den nuværende status for variabel frekvenstransformation af nedhængte bjælker
Ud fra den faktiske situation med frekvensomformningstransformation er størstedelen af modvægtene på pumpeenhederne faktisk alvorligt ubalancerede, hvilket resulterer i for høj stødstrøm, som ikke kun spilder en masse elektrisk energi unødvendigt, men også alvorligt truer udstyrets sikkerhed. Samtidig udgør det også store vanskeligheder ved brug af frekvensomformerens hastighedsstyring: Frekvensomformerens kapacitet vælges generelt ud fra motorens nominelle effekt, og for høj stødstrøm kan forårsage overbelastningsbeskyttelse af frekvensomformeren, som ikke kan fungere normalt.
Derudover er der i den tidlige fase af olieudvindingen en stor mængde olielager og tilstrækkelig væskeforsyning. For at forbedre olieudvindingseffektiviteten kan drift med fast frekvens anvendes for at sikre høj olieproduktion. I de midterste og senere faser er det dog let at forårsage utilstrækkelig væskeforsyning på grund af faldet i olielagerkapaciteten. Hvis motoren stadig kører ved den aktuelle frekvenstilstand, vil den uundgåeligt spilde elektrisk energi og forårsage unødvendige tab. På dette tidspunkt er det nødvendigt at tage hensyn til den faktiske arbejdssituation og reducere motorhastigheden og slaglængden på passende vis for effektivt at forbedre ladehastigheden.
Introduktionen af frekvensomdannelsesteknologi i styringen af strålepumpeenheder er trenden. Variabel frekvenshastighedsregulering tilhører trinløs hastighedsregulering, som bestemmer motorens arbejdsfrekvens baseret på størrelsen af dens arbejdsstrøm. Dette muliggør bekvem justering af pumpeenhedens slaglængde i henhold til ændringer i brøndforholdene, hvilket opnår energibesparelser og forbedrer elnettets effektfaktor. Anvendelsen af vektorfrekvensomdannelsesstyringsteknologi kan sikre lav hastighed og højt drejningsmoment, og hastigheden kan justeres jævnt og bredt. Samtidig har frekvensomformeren komplette motorbeskyttelsesfunktioner, såsom kortslutning, overbelastning, overspænding, underspænding og stall, hvilket effektivt kan beskytte motoren og det mekaniske udstyr, sikre, at udstyret arbejder ved en sikker spænding, og har mange fordele såsom jævn og pålidelig drift, forbedret effektfaktor osv. Det er en ideel løsning til transformation af olieproduktionsudstyr. De nuværende mainstream-løsninger er som følger:
Mulighed 1: Variabel frekvensomformer med energiforbrugende bremseenhed
Denne metode er relativt simpel, men dens driftseffektivitet er lav. Dette skyldes primært feedback af energi genereret af motoren under nedadgående bevægelse under konstant hastighed. Når man bruger en almindelig frekvensomformer, er inputtet diodeensrettet, og energien kan ikke flyde i den modsatte retning. Ovenstående del af den elektriske energi har ikke en vej til at flyde tilbage til nettet og skal forbruges lokalt ved hjælp af modstande. Derfor skal der anvendes energikrævende bremseenheder, hvilket direkte fører til et højt energiforbrug og lav samlet effektivitet.
Ulemper: Lav energieffektivitet og behovet for at installere bremseenheder og bremsemodstande.
Mulighed 2: Variabel frekvensomformer med feedback-enhedsstyring
For at give feedback på den regenererede energi og forbedre effektiviteten kan en energifeedbackenhed bruges til at give den regenererede energi tilbage til elnettet. På denne måde bliver systemet mere komplekst, og investeringen er højere. Den såkaldte energifeedbackenhed er faktisk en aktiv inverter. Ved at installere en frekvensomformer med en energifeedbackenhed kan brugerne bestemme pumpeenhedens skylning, hastighed og væskeproduktion baseret på væskeniveauet og trykket i oliebrønden, hvilket reducerer energiforbruget og forbedrer pumpens effektivitet. Reducerer slid på udstyret, forlænger levetiden, opnår høj effektivitet, energibesparelser og lave omkostninger og realiserer automatiseret drift under maksimale energibesparende forhold. På grund af frekvensomformerens og feedbackenhedens arbejdstilstand forårsager brugen af energifeedbackskemaet dog betydelig harmonisk forurening i strømforsyningsenden, hvilket resulterer i et betydeligt fald i elnettets kvalitet.
Ulemper: Det kræver installation af feedback-enheder, hvilket er dyrt og forårsager betydelig forurening af elnettet.
Gennem en dybdegående undersøgelse af processen med den ophængte bjælkepumpeenhed anvendes en dedikeret softwarelogik baseret på styringsprocessen for den ophængte bjælkepumpeenhed, og en dobbelt lukket sløjfestyring af energi og effekt anvendes til at opnå kontinuerlig og jævn justering af udgangsfrekvensen, eliminere negativ momentstyring og undgå feedback af motorens kinetiske energi og høj busspænding. Desuden opnås målet om at eliminere bremseenheden og energifeedbackenheden, hvilket undgår de forskellige ulemper ved traditionelle frekvensomformningstransformationsordninger.
Kernestyringsidéen i denne ordning er konstant udgangseffektstyring. Frekvensomformeren er baseret på en PID-styringstilstand med en konstant udgangseffektløkke. Ved at justere udgangsfrekvensen kan der opnås konstant udgangseffektstyring, hvilket effektivt kan reducere den gennemsnitlige udgangseffekt, opnå effektiv energibesparelse og beskytte pumpemekanismen, samtidig med at impulskravene opfyldes. Det vil sige, at frekvensomformeren ikke behøver at indstille en specifik driftsfrekvens, og den faktiske udgangsfrekvens justeres automatisk via PID-lukket sløjfe. Under nedslaget genererer motoren elektricitet på grund af belastningens store inerti, når den synkrone hastighed er lavere end motorhastigheden, og frekvensomformerens udgangsmoment er negativt. På dette tidspunkt øger frekvensomformeren automatisk udgangsfrekvensen for at eliminere det negative moment og undgå, at motoren er i en genererende tilstand. Under opslaget omdannes den potentielle energi fuldstændigt til kinetisk energi. På dette tidspunkt er hastigheden højest, og inertien er maksimal. Motoren decelererer for at udføre opslaget. Når hastigheden er lav, arbejder frekvensomformeren i PID-reguleringstilstand med konstant udgangseffekt. På dette tidspunkt øger frekvensomformeren automatisk opadgående hastighed for at fuldføre opadgående handling.
Gennem hele styringsprocessen er det kendt, at motoren ikke har været i en genererende tilstand, så der er ikke behov for at installere en bremseenhed og RBU-feedbackenhed. Samtidig er nedslaget langsomt under hele slagprocessen, og mere olie kan nedsænkes; Hurtigt opslag, hvilket reducerer olielækage: øger olieproduktionen betydeligt.
Fordele: Ingen grund til at installere energiforbrugs- eller feedback-enheder, lavere omkostninger; Og optimeret olieudvindingsprocessen, hvilket forbedrer maskinens samlede effektivitet betydeligt; Frekvensomformerens busspænding er stabil, det samlede varmeforbrug er lavt, og den samlede stabilitet er bedre. Tekniske funktioner:
Branchespecifik: Baseret på softwarelogikken i strålepumpeenhedens styringsproces opnår den virkelig branchespecifikke og førende løsninger.
Høj pålidelighedsvalg: Nøglekomponenter er alle fra kendte indenlandske og udenlandske mærker, hvilket sikrer komponenternes pålidelighed og stabilitet.
◆ Design med stor redundans: Gennem grundige beregninger og eksperimentel verifikation er nøglekomponenter designet med store marginer for at sikre hele maskinens langsigtede stabilitet i barske oliefeltmiljøer.
Optimeret vektorstyring: indenlandsk førende hastighedsfeedbackfri vektorstyring med højt lavfrekvent drejningsmoment og hurtig momentrespons.
◆ Software strøm- og spændingsbegrænsende funktion: God spændings- og strømbegrænsning, der effektivt begrænser vigtige kontrolparametre for at reducere risikoen for inverterfejl.
Stærk miljøtilpasningsevne: Med et højt samlet overophedningspunkt, uafhængigt luftkanaldesign og fortykket tre-bestandig malingbehandling er den mere egnet til langvarig drift i udendørs oliefelter.
◆ Hastighedsregistreringsfunktion til genstart: Opnå en jævn start af roterende motorer uden stød
◆ Automatisk spændingsjusteringsfunktion: Når netspændingen ændres, kan den automatisk opretholde en konstant udgangsspænding
Omfattende fejlbeskyttelse: overstrøm, overspænding, underspænding, overtemperatur, fasetab, overbelastning og andre beskyttelsesfunktioner