Az olajmező-specifikus frekvenciaváltó-beszállítók emlékeztetnek arra, hogy a frekvenciaváltókat széles körben használják a vállalatok ipari termelésében és az emberek mindennapi életében. A frekvenciaváltók széles körű alkalmazása elsősorban kiváló energiatakarékossági és sebességszabályozási tulajdonságaiknak köszönhető. Kína termelése és energiafogyasztása a világ legmagasabbjai közé tartozik. A termékek energiafogyasztási problémájának megoldása érdekében, a fejlesztésre szoruló egyéb kapcsolódó műszaki kérdések mellett, a változtatható frekvenciájú sebességszabályozás hatékony intézkedéssé vált az energiamegtakarítás és a termékminőség javítása érdekében.
Jelenleg a legtöbb olajmezőn használt szivattyúberendezések közül a rúdszivattyú a leggyakrabban használt és legnagyobb darabszámú. Egyrészt a rúdszivattyú mozgása az ismételt fel-le emelésből áll, löketenként egyszer emelve. Az erejét két, jelentős súlyú acélcsúszka biztosítja, amelyeket az elektromos motor hajt. Amikor a csúszkák felemelkednek, emelőként működnek, és az olajkivonó rudat a kútba juttatják. Amikor a csúszkák lesüllyednek, az olajkivonó rúd olajjal együtt felemelkedik a kútfejhez. A motor állandó sebessége miatt a csúszkák lesüllyedése során a terhelés csökken, és a motor ellenállása által termelt energiát a terhelés nem tudja magához vonzani. Ez elkerülhetetlenül megtalálja az energiafogyasztás csatornáját, aminek következtében a motor regeneratív energiatermelési állapotba kerül, a felesleges energiát visszavezeti az elektromos hálózatba, és megnő a főáramköri sínfeszültség, ami elkerülhetetlenül hatással lesz az egész elektromos hálózatra, ami a tápellátás minőségének és teljesítménytényezőjének romlásához, valamint az energiaellátó vállalatok bírságaihoz vezet. Veszély; A gyakori nagyfeszültségű áramütések károsíthatják a motort, és nem biztosítanak megbízható védelmet. A motor sérülése a termelési hatékonyság csökkenéséhez és a karbantartás növekedéséhez vezethet, ami rendkívül káros az energiatakarékosságra és a szivattyúberendezések fogyasztásának csökkentésére, jelentős gazdasági veszteséget okozva a vállalkozásnak. Másrészt két nagy acélcsúszka bevezetése a gerendaszivattyú-egységbe számos problémához vezet, például a szivattyúegység nagy indítási ütéséhez. A fent említett két probléma mellett az olajmező-termelés speciális földrajzi környezete is meghatározza, hogy az olajkitermelő berendezéseknek megvannak a saját működési jellemzőik. Az olajkút-termelés korai szakaszában nagy mennyiségű olaj van tárolva, és elegendő folyadékellátás áll rendelkezésre. A hatékonyság javítása érdekében a teljesítményfrekvenciás működés alkalmazható a magas olajtermelés biztosítása érdekében; a középső és a későbbi szakaszokban az olajkészletek csökkenése miatt könnyen előfordulhat elégtelen folyadékellátás. Ha a motor továbbra is teljesítményfrekvencián működik, az elkerülhetetlenül elektromos energiát pazarol, és szükségtelen veszteségeket okoz. Ekkor figyelembe kell venni a tényleges üzemi helyzetet, megfelelően csökkenteni kell a motor fordulatszámát, csökkenteni kell a löketet, és hatékonyan javítani kell a töltési sebességet. A fenti problémák megoldása érdekében a frekvenciaátalakítási technológia bevezethető a gerendaszivattyú-egységek vezérlésébe.
By determining the operating frequency of the motor based on the magnitude of its working current, the stroke of the pumping unit can be conveniently adjusted according to changes in well conditions, achieving the goal of energy conservation and improving the power factor of the power grid. At the same time, the frequency converter has a low-speed soft start, and the speed can be smoothly and widely adjusted. It has complete motor protection functions, such as short circuit, overload, overvoltage, undervoltage, and stall, which can effectively protect the motor and mechanical equipment, ensure that the equipment works at a safe voltage, and have many advantages such as smooth and reliable operation, improved power factor, etc. It is an ideal solution for the transformation of oil production equipment.
At present, there are three main aspects of frequency converter transformation for beam pumping units:
(1) The frequency conversion transformation aims to improve the quality of the power grid and reduce its impact on the power grid. This is mainly concentrated in situations where power supply enterprises have high requirements for grid quality. In order to avoid a decline in grid quality, variable frequency control needs to be introduced, with the main purpose of reducing the impact of the pumping unit's working process on the grid. This application has been put on the application schedule in the Linpan oil production plant of Shengli Oilfield.
(2) Frequency conversion renovation with energy conservation as the primary goal. This is quite common. On the one hand, in order to overcome the large starting torque of oil field pumping units, electric motors are used that are much larger than the actual required power. The utilization rate of electric motors during operation is generally between 20% and 30%, with the highest not exceeding 50%. Electric motors are often in a light load state, resulting in waste of motor resources. On the other hand, the working condition of the pumping unit is continuously changing, which depends on the underground state. If it is always operating at power frequency, it will inevitably cause waste of electrical energy. In order to save energy and improve the efficiency of electric motors, frequency conversion transformation is needed.
(3) Frequency conversion renovation aimed at improving the quality of the power grid and energy conservation. This situation combines the advantages of the above two transformations and is an important development direction in applications.
A tényleges alkalmazási folyamat során számos probléma merült fel, főként a nyalábszivattyúegység energiatermelő állapota által termelt energia feldolgozására összpontosítva. Az első forgatókönyv szerint egy hagyományos frekvenciaváltó használata energiafogyasztó fékezőegységgel viszonylag kényelmes lehet, de ez több energiafogyasztás árán megy keresztül, főként azért, mert a termelt energia nem táplálható vissza a hálózatba. Amikor a frekvenciaváltót nem használják, és a motor elektromos állapotban van, a motor elektromos energiát vesz fel a hálózatból (a mérő előre forog); Amikor a villanymotor generáló állapotban van, energiát szabadít fel (a mérő megfordul), és az elektromos energia közvetlenül visszatáplálódik a hálózatba anélkül, hogy a helyi berendezések fogyasztanák. Az összteljesítmény az, hogy a szivattyúegység tápellátó rendszerének teljesítménytényezője viszonylag alacsony, ami jelentős hatással van az elektromos hálózat minőségére. De egy hagyományos frekvenciaváltó használatakor a helyzet megváltozott. A hagyományos frekvenciaváltó bemenete diódás egyenirányított, és az energia nem tud az ellenkező irányba áramlani. A fenti elektromos energiarésznek nincs visszaútja a hálózatba, azt helyben, ellenállások segítségével kell fogyasztani, ezért energiafogyasztó fékezőegységeket kell használni. A második és harmadik forgatókönyv esetén megfelelően kell kezelni a motor energiatermelési állapota által termelt elektromos energiát, és vissza kell táplálni a hálózatba. Ellenkező esetben a szivattyúegység löketének beállításával megtakarított energia nem biztos, hogy ellensúlyozza a frekvenciaváltós fékezőegység által fogyasztott energiát, ami energiafogyasztást eredményez a frekvenciaátalakítási működés során, ami ellentétes az energiatakarékosság céljával. A probléma megoldása érdekében módosítani kell a hagyományos frekvenciaváltót egy kettős PWM struktúra bevezetésével a struktúrába, hogy az energiatermelés során termelt villamos energia visszatáplálódjon a hálózatba; Adaptív vezérlés bevezetése a vezérlési módszerekbe, hogy alkalmazkodjanak a gerendás szivattyúegységek változó munkakörnyezetéhez.