1. Aperçu :
La capacité de stockage souterrain du pétrole des puits de pétrole varie selon les différents champs pétroliers du pays. Lorsque le volume de pétrole ne peut pas être stocké, le stockage souterrain est limité.
Pour que l'unité de pompage fonctionne à pleine charge, un variateur de fréquence doit être utilisé pour réduire le pompage.
La fréquence doit être ajustée à une vitesse compatible avec le volume de pétrole, permettant ainsi à chaque puits de pétrole de régler sa vitesse en fonction de la quantité.
de pétrole. Cette méthode permet non seulement de réduire la méthode actuelle d'injection d'eau dans le puits, mais aussi de permettre à chaque puits de pétrole de
Pompe à huile en continu, économisant ainsi l'électricité consommée par l'injection d'eau et la surconsommation d'électricité due à un fonctionnement insuffisant.
charge. On peut la qualifier de méthode permettant de gagner du temps, de la main-d'œuvre, de l'énergie et d'être efficace. Il est judicieux de promouvoir une méthode permettant de réduire considérablement la charge.
le coût de l'extraction du pétrole.
2. Perspectives du marché :
Sur le marché des groupes de pompage pour champs pétrolifères, on compte des dizaines de milliers de groupes de pompage dans les champs pétrolifères de Daqing, des milliers dans celui de Liaohe, plus de 10 000 dans celui de Shengli, ainsi que dans ceux de Jilin, Zhongyuan, Jianghan, Karamay, Tuha, Changqing, etc. Bien que de nombreux groupes de pompage à fréquence variable soient utilisés dans ces champs, ils ne représentent qu'une faible part du parc (environ 5 %), et une grande partie des groupes de pompage n'en sont pas équipés. Chaque champ pétrolifère est modernisé par étapes et par lots chaque année, ce qui crée un écart important. Pour automatiser le pompage à fréquence variable, une mise en œuvre progressive est nécessaire. La plupart des puits de pétrole requièrent un contrôle de fréquence variable, ce qui représente un potentiel de marché considérable. L'adoption de ce système est actuellement la solution idéale. De plus, le nombre de groupes de pompage contrôlés par fréquence variable est en constante augmentation dans les principales installations de production pétrolière du pays. Face à la demande croissante des installations de production pétrolière, l'utilisation des variateurs de fréquence se développe progressivement. On les retrouve notamment sur les champs pétrolifères de Daqing, Liaohe et Shengli. Actuellement, les variateurs de fréquence utilisés dans ce secteur sont principalement des marques ABB, Ximenzi, Fuji et Jianeng IPC.
3. Méthodes d'économie d'énergie :
Lors de l'analyse des méthodes d'économie d'énergie des armoires de commande des groupes de pompage pétroliers, il convient d'examiner en premier lieu les différentes formes de contrôle permettant d'économiser de l'énergie. Le fonctionnement d'un groupe de pompage à balancier n'étant pas à vitesse constante, il se déroule en deux phases : lors de la phase ascendante, le moteur consomme de l'énergie, et lors de la phase descendante, il en produit. L'utilisation d'un convertisseur de fréquence nécessite la dissipation de l'énergie électrique générée par le moteur afin d'assurer son fonctionnement continu. Deux méthodes sont possibles : l'ajout d'un système de freinage et d'une résistance de freinage pour dissiper l'énergie électrique ; l'utilisation d'un freinage par retour d'énergie pour réinjecter l'énergie électrique dans le réseau électrique. C'est cette dernière méthode qui permet d'optimiser les économies d'énergie.
4 Principe de fonctionnement et méthode de contrôle :
Pour les puits d'extraction de pétrole brut à viscosité moyenne ou faible et à forte teneur en eau, le mode de fonctionnement idéal du groupe de pompage est celui d'une « montée lente et d'une descente rapide ». La « montée lente » améliore le taux de remplissage de la pompe et augmente le volume refoulé à chaque course. Elle permet également de réduire efficacement la charge dynamique supplémentaire sur le point d'appui, limitant ainsi les pertes de charge, améliorant les conditions de fonctionnement de l'équipement d'extraction et prolongeant sa durée de vie. La « descente rapide » favorise la fermeture rapide de la vanne fixe de la pompe, optimisant son rendement, réduisant le temps de pompage et augmentant la production de pétrole par unité de temps.
Pour les puits à haut débit et à forte teneur en eau, la fréquence de pompage et la fréquence de rinçage peuvent être augmentées afin d'obtenir une augmentation rapide de la production de liquides d'environ 30 %. Pour les puits à faible débit, des essais pratiques ont montré qu'une augmentation de la fréquence de rinçage entraîne une diminution du débit de fluide. En revanche, une réduction de la fréquence de rinçage permet d'accroître le débit de fluide d'environ 20 à 30 %, tout en économisant l'électricité et en prolongeant la durée de vie du groupe de pompage, de la production et des tiges. Les avantages économiques sont considérables. En résumé, pour différentes conditions d'exploitation, un choix judicieux des paramètres de fonctionnement permet d'optimiser le rapport entre l'offre et la production des puits de pétrole, et d'atteindre l'objectif d'augmentation de la production et d'économies d'énergie.
Après l'utilisation d'un convertisseur de fréquence PMD, les circuits d'absorption et de décharge du moteur du groupe de pompage sont intégrés au convertisseur, et un circuit de rétroaction est ajouté. En fonctionnement normal, ce circuit est inactif. Il s'active lorsque le moteur produit de l'énergie et que la tension du bus atteint un certain seuil. L'énergie électrique régénérée sur le bus CC est alors réinjectée dans le réseau via un onduleur triphasé SVPWM à IGBT. Cette conception est particulièrement adaptée à la commande des groupes de pompage et permet des économies d'énergie significatives.
Caractéristiques fonctionnelles du convertisseur de fréquence de la série PMD
1. Mise en œuvre d'un système de contrôle du processus de démarrage progressif, d'arrêt progressif et de régulation de vitesse
Le courant de démarrage est faible, la vitesse est stable, les performances sont fiables et l'impact sur le réseau électrique est faible. Il permet un réglage précis de la vitesse de montée et de descente ainsi qu'un fonctionnement en boucle fermée ;
2. Le débit, la vitesse et le rendement de l'unité de pompage peuvent être déterminés en fonction du niveau et de la pression du liquide dans le puits de pétrole, ce qui permet de réduire efficacement la consommation d'énergie, d'améliorer le rendement de la pompe, de réduire l'usure des équipements et d'allonger leur durée de vie.
3. Un programme d'application dédié aux unités de pompage, avec une conception simplifiée, adapté au débogage direct par les travailleurs ordinaires de la récupération du pétrole ;
4. Dispositif de filtrage d'entrée intégré, filtrage complet du bruit de processus et interférence avec le réseau électrique 1/4 de celle des convertisseurs de fréquence commerciaux ordinaires ;
5. Suivi automatique de la tension totale, calcul automatique du couple de freinage, simplifiant le fonctionnement des liaisons d'application ;
6. Unité de freinage à rétroaction intégrée, capable de réinjecter l'énergie électrique régénérée dans le réseau. Réacteur et filtre intégrés, connexion directe au réseau électrique, avec un rendement de récupération d'énergie jusqu'à 97 %. 15 à 25 % plus efficace énergétiquement que les convertisseurs de fréquence classiques, avec des pertes thermiques inférieures à 3 % du freinage par résistance, réduisant les sources de chaleur et améliorant la sécurité ;
7. Entraînement polyvalent, compatible avec la commande de moteurs synchrones à aimant permanent et de moteurs asynchrones ;
8. Il possède de multiples fonctions de protection telles que la surintensité, le court-circuit, la surtension, la sous-tension, la perte de phase, la surchauffe, etc., assurant un fonctionnement du système plus sûr et plus fiable ;
9. Conception entièrement automatisée et sans personnel sur le terrain, permettant un contrôle précis de la vitesse de pompage sans remplacement d'équipement mécanique. Convient aux puits de pétrole de différentes régions et structures, adaptés à différents climats et conditions ;
10. Module de communication sans fil optionnel pour une intégration transparente avec les systèmes numériques des champs pétrolifères.