变频器节能技术在油田中应用现状与发展趋势

所谓的变频器就是正弦交流电，将交流电通过整流，变成直流电，再将其按照正弦轨迹变成脉冲波，最后用电容器将不同幅值的脉冲波滤波，形成较平滑的积分曲线。变频器的频率改变是通过改变脉冲的宽度得以实现的。变频器用于电机调速，根据电机所带负载的需要可分为以下三种：变频启动，用于较大负载的启动；变频停止，用于不能立即停车或减速的负载；变频运行，用于负载负荷大小调整率。

2、变频器技术在油田企业中的发展

变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节能效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。所以在我国油田企业中对变频器进行了改造，并取得了显着的成果。下面以野猪峁注水站变频改造成功事例举例说明。

野猪峁注水站三台132千瓦注水泵是高压离心泵匹配高压电机，大功率系统运行常是“大马拉小车”，效率低下。注水压力靠泵出口安装的电接点式压力表控制，泵、电机匹配难以达到在泵的最佳工况点运行，管网效率低，电能损失高达50%以上。工作人员对其进行了变频改造，通过变频改造，对注水泵电机转速进行调节，不但达到了恒压注水；同时软起软停的功能代替了减压启动，使电机起停平稳，减少了对电网和机械设备的冲击，不会造成管网压力、流量、流速的剧烈变化，不需要阀门截流，因此对防止汽蚀、水击、喘振极为有利，可以延长管网、泵、阀门的维修周期和使用寿命。不但提高了我厂注水工艺的自动化管理水平，而且达到节能的效果，从而大量降低了注水工艺成本。同时还大幅度降低了耗电量，减少了电费支出。最为明显的是改造前注水泵运行时电流为130A以上，使用变频后，电流降为95A以下。根据变频使用前后平均每月的耗电量绘制出对比图(见图1)，可以看出注水泵的耗电量对比情况。

3、变频器技术在油田企业中的广泛应用

3.1变频器在游梁式抽油机控制中的应用

游梁式抽油机的动作原理是交流电动机恒速运转带动抽油泵，沿着重力作用方向进行往复运动，从而把原油从数百至数千米的井下抽到地面。在运作过程中可能会对整个电网产生冲击，导致电网供电质量下降，功率因数降低，面临被供电企业罚款的危险；频繁的高压冲击会损坏电机，对电动机没有可靠的保护功能，一旦电机损害，造成生产效率降低、维护量加大，极不利于抽油设备的节能降耗，给企业造成较大的经济损失。另一方面，游梁式抽油机引入两个大质量的钢质滑块，导致抽油机的起动冲击大等诸多问题。在对游梁式抽油机的交流变频技术改造后提高了电网的质量减小了对电网的影响，同时也起到了节能的目的。

3.2变频器在电潜泵控制中的应用

电潜泵是井下作业的多级离心泵，同管道一同下井，地上电源经过变压器、操控屏和电潜泵专用电缆将电能输送给井下电潜泵电机，使电机鼓动多级离心泵旋转将电能转换为机械能，把油井中液体举升到地面上来。由于电潜泵是在地面以下2000多米的井底工作，工作环境非常恶劣(高温、强腐蚀等)，传统的供电方式原全压、工频使它故障频繁，运行成本大。对电潜泵井进行变频改造后，实现了电潜泵的软启动、软停车，有效地保护了电潜泵与电缆；通过调节频率可方便的调节油压，避免了电潜泵在高压下长期运行；延长了电潜泵的寿命。

3.3变频器在注水泵控制中的应用

油田注水设备多选用高压离心泵匹配高压电机大功率体系功率低下，注水压力靠泵出口闸手动操控。即靠改动管网特性由线来调理泵的排量，泵与电机难以达到最佳运转，管网功率低，电能丢失达到50%以上。经变频改造后完成了电机软启动，自在泊车。前进了功率固数，改进了电机电源质量。电机的功率与实践负荷相匹配，体系到节能运转的意图。消除了泵的喘振表象，使泵运转处于最佳工作状况。完成了压力自动操控，被调理量得到更平稳的调理，增强了体系的稳定性和牢靠性。

变频器技术的应用，是现代科技社会发展的需求，是油田企业经济发展的必然产物。变频器技术已经经深透到油田企业的各个技术部门，并发挥着它巨大的作用在节能上做出了贡献，但是在有些技术部门中还存在问题有待于解决，例如游梁式抽油机控制和电潜泵控制中的应用还存在问题。变频器技术在油田企业的应用中，变频器的控制问题和成本问题都需要解决，这样才能使变频器更充分的在油田企业中发挥作用。希望通过大家的努力使变频器技术更加的完善，给国家和人民造福。