Leverantörer av oljefältsspecifika frekvensomvandlare påminner om att frekvensomvandlare har använts i stor utsträckning inom industriell produktion hos företag och människors dagliga liv. Den breda tillämpningen av frekvensomvandlare beror främst på deras utmärkta energibesparande och hastighetsreglerande egenskaper. Kinas produktion och energiförbrukning är bland de högsta i världen. För att lösa problemet med produkters energiförbrukning, utöver andra relaterade tekniska problem som behöver förbättras, har variabel frekvenshastighetsreglering blivit en effektiv åtgärd för energibesparing och förbättring av produktkvaliteten.
För närvarande är strålpumpningsenheten den vanligaste och mest använda bland de pumputrustningar som används i de flesta oljefält. Å ena sidan är strålpumpningsenhetens rörelse att upprepade gånger lyfta upp och ner, en gång per slag. Dess kraft kommer från två stålglidare med avsevärd vikt som drivs av elmotorn. När glidarna lyfts fungerar de som hävstänger och skickar oljeutvinningsstaven ner i brunnen. När glidarna sänks lyfts oljeutvinningsstaven till brunnshuvudet med olja. På grund av motorns konstanta hastighet minskar belastningen under glidarnas nedstigning, och energin som genereras av motorns motstånd kan inte attraheras av lasten. Den kommer oundvikligen att hitta en kanal för energiförbrukning, vilket gör att motorn går in i ett regenerativt kraftgenereringsläge, återför överskottsenergin till elnätet och orsakar en ökning av huvudkretsens bussspänning, vilket oundvikligen kommer att påverka hela elnätet, vilket leder till en minskning av strömförsörjningens kvalitet och effektfaktor, och böter från elförsörjningsföretag. Fara; Frekventa högspänningschocker kan skada motorn och sakna tillförlitligt skydd. När motorn skadas kan det leda till minskad produktionseffektivitet och ökat underhåll, vilket är extremt skadligt för energibesparing och minskad förbrukning av pumputrustning, vilket orsakar betydande ekonomiska förluster för företaget. Å andra sidan leder införandet av två stora stålglidare i strålepumpenheten till många problem, såsom hög startpåverkan från pumpenheten. Utöver de två problemen som nämns ovan, avgör den speciella geografiska miljön för oljefältsproduktion att oljeutvinningsutrustning har sina egna driftsegenskaper. I det tidiga skedet av oljebrunnsproduktion finns det en stor mängd oljelagring och tillräcklig vätsketillförsel. För att förbättra effektiviteten kan nätfrekvensdrift användas för att säkerställa hög oljeproduktion. I mitten och senare skeden, på grund av minskade oljereserver, är det lätt att orsaka otillräcklig vätsketillförsel. Om motorn fortsätter att arbeta vid nätfrekvens kommer den oundvikligen att slösa elektrisk energi och orsaka onödiga förluster. Vid denna tidpunkt är det nödvändigt att beakta den faktiska arbetssituationen, på lämpligt sätt minska motorhastigheten, minska slaglängden och effektivt förbättra fyllningshastigheten. För att lösa ovanstående problem kan frekvensomvandlingsteknik införas i styrningen av strålepumpenheter.
Genom att bestämma motorns driftsfrekvens baserat på storleken på dess arbetsström kan pumpenhetens slaglängd bekvämt justeras efter förändringar i brunnsförhållandena, vilket uppnår målet att spara energi och förbättra elnätets effektfaktor. Samtidigt har frekvensomvandlaren en mjukstart med låg hastighet, och hastigheten kan justeras smidigt och brett. Den har kompletta motorskyddsfunktioner, såsom kortslutning, överbelastning, överspänning, underspänning och stopp, vilket effektivt kan skydda motorn och den mekaniska utrustningen, säkerställa att utrustningen arbetar med en säker spänning och har många fördelar såsom smidig och tillförlitlig drift, förbättrad effektfaktor etc. Det är en idealisk lösning för omvandling av oljeproduktionsutrustning.
För närvarande finns det tre huvudaspekter av frekvensomvandlartransformation för strålpumpningsenheter:
(1) Frekvensomvandlingstransformationen syftar till att förbättra elnätets kvalitet och minska dess påverkan på elnätet. Detta är främst koncentrerat i situationer där elförsörjningsföretag har höga krav på nätkvalitet. För att undvika en försämring av nätkvaliteten behöver variabel frekvensreglering införas, med huvudsyftet att minska påverkan av pumpenhetens arbetsprocess på nätet. Denna tillämpning har lagts till i tillämpningsschemat för oljeproduktionsanläggningen Linpan på Shengli Oilfield.
(2) Frekvensomvandlingsrenovering med energibesparing som primärt mål. Detta är ganska vanligt. Å ena sidan, för att övervinna det stora startmomentet hos oljefältspumpenheter, används elmotorer som är mycket större än den faktiska erforderliga effekten. Utnyttjandegraden för elmotorer under drift ligger i allmänhet mellan 20 % och 30 %, med den högsta effekten högst 50 %. Elmotorer är ofta i ett lätt lasttillstånd, vilket resulterar i slöseri med motorresurser. Å andra sidan förändras pumpenhetens arbetsförhållanden kontinuerligt, vilket beror på underjordiskt tillstånd. Om den alltid arbetar med nätfrekvens kommer det oundvikligen att orsaka slöseri med elektrisk energi. För att spara energi och förbättra effektiviteten hos elmotorer behövs frekvensomvandling.
(3) Frekvensomvandlingsrenovering som syftar till att förbättra elnätets kvalitet och energibesparing. Denna situation kombinerar fördelarna med de två ovanstående transformationerna och är en viktig utvecklingsriktning inom tillämpningar.
I den faktiska tillämpningsprocessen har många problem uppstått, främst med fokus på bearbetningen av energi som genereras av strålpumpningsenhetens kraftgenereringstillstånd. I det första scenariot kan det vara relativt bekvämt att använda en vanlig frekvensomvandlare med en energikrävande bromsenhet, men detta sker på bekostnad av att förbruka mer energi, främst eftersom den genererade energin inte kan matas tillbaka till nätet. När frekvensomvandlaren inte används och motorn är i elektriskt tillstånd absorberar motorn elektrisk energi från nätet (mätaren roterar framåt); när elmotorn är i genererande tillstånd frigör den energi (mätaren reverserar), och den elektriska energin matas direkt tillbaka till nätet utan att förbrukas av lokal utrustning. Den övergripande prestandan är att effektfaktorn för pumpenhetens strömförsörjningssystem är relativt låg, vilket har en betydande inverkan på elnätets kvalitet. Men när man använder en vanlig frekvensomvandlare har situationen förändrats. Ingången till en vanlig frekvensomvandlare är diodlikriktad, och energi kan inte flöda i motsatt riktning. Ovanstående del av den elektriska energin har ingen väg tillbaka till elnätet och måste förbrukas lokalt med hjälp av motstånd, vilket är anledningen till att energikrävande bromsenheter måste användas. För det andra och tredje scenariot är det nödvändigt att hantera den elektriska energi som genereras av motorns elproduktionsstatus korrekt och återkoppla den till elnätet. Annars kan den energi som sparas genom att justera pumpenhetens slaglängd inte kompensera för den energi som förbrukas av frekvensomvandlarens bromsenhet, vilket resulterar i energiförbrukning under frekvensomvandlingsdrift, vilket strider mot målet att spara energi. För att lösa detta problem är det nödvändigt att modifiera den vanliga frekvensomvandlaren genom att införa en dubbel PWM-struktur i strukturen för att säkerställa att den elektricitet som genereras under elproduktionen matas tillbaka till elnätet. Införa adaptiv styrning i styrmetoder för att anpassa sig till den föränderliga arbetsmiljön för strålpumpenheter.