变频器在油田磕头机上的应用

一、概述抽油机目前国内有很多中形式，一般常见的就是电视上看到的那种带有一个大大的扇形铁块那种，来回运动，形象地成为“磕头机”。

但是，传统的磕头机存在着起动冲击大，运行时耗电多，效率低下等诸多问题，加之油井情况复杂，时常出现稠油、结蜡、沙卡等现象，断杆、烧电机等现象也经常发生，电机得不到很好的保护，一旦出现故障，设备维修量大，因以上纵多原因，需要对抽油机设备进行改造。

伟创变频器AC80B是高性能电流矢量变频器，带异步电动机能无极调速，且对电动机保护功能优越，具有过流、过载、过压、欠压及失速等，且加减速时间可调，具有软启功效，启动电流是额定电流的1.1~1.3倍，可有效地保护电机及机械设备，具有电动机自学习功能，电动机参数辨识准确，提供电动机的运行稳定性和高效性，采用我司变频器，其使用效果甚是明显。

二、工艺流程抽油机是开采石油的一种机器设备，磕头机即游梁式抽油机是油田广泛应用的传统抽油设备，通常由普通交流异步电动机直接拖动。

其曲柄带以配重平衡块带动抽油杆，驱动井下抽油泵做固定周期的上下往复运动，把井下的油送到地面。

抽油机其实和我们平时家里自己打的水井抽水的原理一样，也是通过一个活塞拉杆（抽油杆）的抽汲作用把油抽上来，然后通过地下埋的管道送走。

唯一不同的地方就是这个拉杆的动作是通过一个电机来带动的。

1 作为抽油设备，其运动为反复地上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自于电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块举升时，类似于杠杆的作用，将抽油机杆送入井中，滑块下降时，抽油杆提出带油至井口。

2 在滑块下降过程中，由于负荷减轻，电机拖动产生的能量无地方施放，势必进入再生发电状态，造成主回路母线电压升高，频繁的高压冲击会损坏变频器的主器件，包括电解电容及功率模块，因此增加制动回路，让再生电压能及时地释放掉，以保证设备在安全的电压下工作。

18.5KW以下变频器具有内置制动单元，18.5KW以上的需要另行购置制动单元。

RF300A变频器在油田磕头机上的应用摘要：电量约占油田总用电量的40%，运行效率非常低，平均运行效率只有25%，功率因数低，电能浪费大。

因此，抽油机节能潜力非常巨大，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。

本文介绍了采用变频调速技术，使抽油机的运动规律适应油井的变化工况，实现系统效率的提高，达到节能增产的目的。

一．概况抽油机是目前采油生产中的主要设备，其数量达10万台以上。

电动机装机总容量在3500万KW，年耗电量达百亿度以上。

抽油机用电量约占油田总用电量的40%，运行效率非常低，平均运行效率只有25%，功率因数低，电能浪费大。

因此，抽油机节能潜力非常巨大，石油行业也是推广“电机系统节能”的重点行业。

二．抽油机变频改造的几个好处1、大大提高功率因数，（0.25～0.5提高0.9以上）。

减小了供电电流，从而减小了电网及变压器的负荷。

2、动态调整抽取速度，一方面节能，同时增加原油产量。

3、实现真正“软起动”对电机变速箱抽油机，避免过大机械冲击，延长设备使用寿命。

抽油机作业场景三．抽油机负载分析1、国内应用最广泛的是游梁式竖井抽油机，它有三部分组成：1）地面部分：由电动机、减速器和四连杆构成；2）井下部分：抽油泵（吸入阀、泵筒、柱塞和排油阀），它悬挂在套管中的下端；3）抽油杆柱：连接地面抽油机和井下抽油泵的中间部分2、抽油机的电机负荷是按周期变化的，开始起动时，负荷很大，要求启动转矩很大。

正常运行时负荷率很低，一般在20%左右，高时负荷率只有30%。

电机的负荷曲线有2个峰值，分别为抽油机上、下冲程的“死点”。

未进行平衡的条件下，上、下冲程的负载极度不均衡，在上冲程时，需要提起抽油杆柱和液柱，电机需付出很大能量。

在下冲程时，抽油杆柱对电机作功，使电机处于发电状态。

通常在抽油机的曲柄上加上平衡块，消除上下冲程负载不平衡度。

平衡块调节较好，其发电状态的时间和产生的能量就小，由于抽油载荷是每时每刻在变化，平衡配重，不可能随抽油负荷作完全一致的变化，绝大部分抽油机配重严重不平衡，从而造成过大的冲击电流，冲击电流最大可是5倍的工作电流，甚至达到额定电流的3倍。

变频器在石油开采中的应用在石油开采行业中，变频器是一种非常重要的设备，其应用广泛且具有显著的效果。

本文将介绍变频器在石油开采中的应用，并探讨其在提高采油效率、降低能耗、保护设备等方面的优势。

一、变频器简介变频器，又称变频调速器，是一种能将电能转换成可调频率的电子设备。

它可以通过调整电源的频率实现电机的调速运行，从而实现对石油开采设备的精确控制。

二、提高采油效率1. 高效控制变频器可根据实际需要精确控制石油开采设备的工作速度和转矩，以适应地下油藏的不同工况。

通过调整驱动电机的转速，能够实现对抽油机、搅拌机等设备的精准控制，从而最大限度地提高采油效率。

2. 减少停机时间传统的固定频率供电方式下，石油开采设备在启动和停止过程中可能需要耗费较长的时间，导致生产效率下降。

而变频器可以实现快速启动和停机，减少了设备的停机时间，提高了生产效率。

三、降低能耗1. 节能降耗传统的石油开采设备通常采用固定频率供电，无法根据实际需求进行调整，造成能耗的浪费。

而变频器可以根据设备负载和工作需要实时调整供电频率，使电机运行在高效工作区间，从而达到节能降耗的效果。

2. 降低电网负荷石油开采设备经常需要启动过程中瞬时电流较大，会给电网带来冲击。

而变频器可以通过软启动功能，使设备在启动时电流平稳地逐渐增加，减轻了电网的负荷，降低了对电网的影响。

四、保护设备1. 减少设备损耗传统的石油开采设备在启动和停止过程中容易产生冲击和损耗。

而变频器通过软启动和停机功能，使设备启停过程更加平稳，减少了设备的冲击和损耗，延长了设备的使用寿命。

2. 预警功能现代的变频器通常具备故障诊断和预警功能，能够实时监测设备状态，一旦发现故障，及时进行报警和保护，避免了故障进一步扩大，保护了设备的安全运行。

五、结语变频器在石油开采行业中具有广泛的应用前景。

通过提高采油效率、降低能耗和保护设备等方面的优势，变频器能够为石油开采企业带来显著的经济和环境效益。

在未来的发展中，我们有理由相信变频器将会在石油开采中扮演越来越重要的角色。

变频器在石油化工中的应用随着现代工业技术的发展，变频器技术在石油化工行业中得到了广泛应用。

变频器能够控制电机的转速，并使其在高速、低速和停机等过程中平滑运行，为石油化工加工企业提高生产效率、降低能耗、提高产品质量和降低噪音等方面带来了积极的影响。

本文将从几个角度探讨变频器在石油化工中的具体应用。

一、加工设备方面的应用在石油化工企业中，常见的加工设备包括各种泵、压缩机、风机等。

这些加工设备使用电机作为驱动力，而电机的运行与变频器有着密切关系。

变频器通过调节电压和频率等参数，能够控制电机的运行速度，实现对加工设备运行的精准控制。

在实际应用过程中，变频器还可以检测电机的运行状态，并通过自动调节使得设备保持在一个最优状态下工作。

二、节能方面的应用石油化工加工过程中的能耗一直是困扰企业的问题。

变频器作为一种节能设备，可以对电机进行数字化控制，降低了电机运行的机械损耗，进而降低了能耗。

变频器还能够对电机进行精准控制，避免了设备过渡工作，进一步减少能源消耗，达到了节能的目的。

三、调节品质方面的应用变频器在调节加工设备的运行速度时，不仅可以使设备运行更为平稳，还可以节省大量的原材料，减少产品的损耗率，提高工作的效率和产品的品质。

同时，通过变频器调节后，设备的空载率和部分负载率变小，因而降低了噪音，改善了工作环境。

四、自动化方面的应用随着石油化工行业的不断发展，要求加工过程更加自动化，这就需要在加工设备上装置控制器，变频器就可以通过与传感器的组合，实现智能化、自动化的控制。

同时，由于变频器的数字化控制和自动化控制的能力较强，因此可以实现对加工过程的远程监控和管理操作，提高生产效率和质量。

总之，变频器技术在石油化工行业中应用广泛，其作用不仅在于节能和高效，同时还可以有效地改善工作环境，提高产品的品质，为石油化工企业创造了更好的生产环境和生产效益。

随着变频器技术的不断发展和完善，将会在石油化工领域发挥更加广泛和深远的作用。

变频器在各作业的运用油田运用如今，在油田抽油设备中，以游梁式磕头抽油烟机运用最为广泛，数量也最多。

可是，传统的磕头机广泛存在着起动冲击大，作业耗电多，大马拉小车、功率低质等很多疑问，加之油井状况凌乱，稠油、结蜡、沙卡景象较多，断杆、烧电机等景象常常发作，对电动机没有牢靠的维护功用，设备修补量大，为此，急需对现有的抽油机设备进行改造。

在前期井中，因为刚开掘，储油量大，跋涉转速的办法，让变频器作业至65Hz，频率跋涉了1/3，相应地电机转速跋涉了30%，其采油量也相应跋涉，其概括采油率可比工频状况下多采油20%，工效跋涉了1.2倍，很受油田采油工的等候。

在中、后期井中，因为井储量削减，电机若仍工频作业，必定糟蹋电能，构成不必要的损耗，因而咱们选用下降转速的办法，削减冲程，通常将变频器的频率作业至35~40Hz之间，这么电机转速下降了30%，加之采油设备通常负荷较轻，节省用电率可达25分配，并且跋涉了功率因数，削减了无功损耗。

变频用具有软启/软停功用，在电机主张时，削减了对抽油烟杆的机械冲击，对稠油、结蜡、沙卡、等都能有用地进行维护停机，以维护电机及机械设备，削减修补量，避免断杆，变频器对过压、欠压、过载、短路及电机失速都能牢靠地维护，对延伸电机的寿数，削减机械设备的磨损等，都具有极好的效果。

风机运用（焦化）传统风机流量的计划均以最大的风量需求来计划，其调整办法选用档板、风门、回流、起流、起停电机等办法操控，开法构成闭路回路操控，也较不思考省电的观念。

电气操控选用直接或Y-△起动，无法具有软起动的功用，机械冲大，翻滚寿数短，哆嗦及噪音较大，需求的电源的电源（电网）容量大，功因较低一级是其首要的疑问点。

水泥厂运用bull;机立窑供风体系变频调速设备变频用具有软起动功用，电机主张时，无大电流冲击，延伸设备运用寿数；因为变频器可恣意调度风机电机转速，因而可按所需风量精确调度风量，无须旁路放风、削减水泥粉尘污染、节省用电可达25%--40%。

变频器在石油化工行业中的应用石油化工行业作为国民经济的重要支柱产业之一，在生产过程中需要大量的电力来驱动设备，而变频器作为现代电力控制技术的代表，被广泛应用于石油化工行业中，为其生产过程提供了高效、稳定的电能控制和节能优化的解决方案。

一、变频器的基本原理及功能变频器是一种能够实现调节电压、电流和频率的电力变换设备。

其基本原理是通过功率变换电路将输入的固定频率和电压的电能转换成可调造成频率和电压的电能输出。

这种可调性使得变频器在石油化工行业中具备如下功能：1.1 电能调节功能通过变频器的精确调节，可以实现对石油化工生产设备的电压和频率进行优化和控制。

这对于生产设备的稳定运行和工艺参数的精确控制至关重要。

1.2 节能功能石油化工行业是一个巨大的能源消耗行业，节能减排一直是行业发展的重要目标。

变频器通过调节输出电压和频率，实现对设备的精确控制，能够避免过量耗能，提高能效，从而降低能源消耗和生产成本。

1.3 启动控制在石油化工行业中，很多设备的启动电流大，启动过程对电网压力造成冲击，甚至会引起设备或电网故障。

变频器具备启动控制功能，可以通过平滑启动和调节电压电流的方式，减少启动冲击，保护设备和电网的正常运行。

1.4 高可靠性控制石油化工生产是一个高风险的行业，生产设备的高可靠性是保障生产安全和连续稳定运行的重要条件。

变频器作为先进的电力控制装置，具备自我保护功能，可以在设备故障或异常情况下自动停机或报警，保护设备和人员的安全。

二、变频器在石油化工行业中的典型应用2.1 离心压缩机控制离心压缩机是石油化工过程中常见的关键设备之一，其运行状态和能耗直接关系到整个生产过程的效率和成本。

变频器可以精确控制离心压缩机的运行频率和电压，使其根据实际需求进行自动调节，提高运行效率，降低能耗。

2.2 泵控制在石油化工生产过程中，泵作为脱水、输送流体等关键设备，对于流程的稳定与否至关重要。

变频器可以根据流量需求精确调节泵的运行速度，实现高效稳定的流体输送，降低能耗，提高生产效率。

变频器在石油化工行业中的作用石油化工行业是国民经济的支柱产业，其生产过程中的能源消耗量较大。

为了提高生产效率，降低能源消耗，保护环境，变频器作为一种重要的电力调节设备，在石油化工行业中发挥着至关重要的作用。

一、提高设备效率在石油化工生产过程中，各种精细化工设备如泵、风机、压缩机等运行频率不同，但传统的固定频率供电无法满足其运行需求。

变频器通过调整电源的频率和电压，使得设备能够根据实际工况的变化灵活地调整运行速度，从而实现设备的最佳效率。

例如，在石油化工生产中，往往需要对泵进行磨料输送或精细掺混。

传统电机无法适应不同工况下的速度调整，而使用变频器可以根据需要实现精确的流量控制，提高设备运行效率。

二、降低设备能耗石油化工行业的生产过程中，各类设备的能源消耗占据了很大比例。

传统的固定频率供电的方式使得设备无法根据需求灵活调整运行状态，限制了能源的有效利用。

而使用变频器可以调整设备的运行频率，实现按需调速，从而降低能源消耗。

例如，石油化工行业中的风机系统，传统的风机多采用调节叶片来调整风量，但效果有限且能耗较高。

而使用变频器可以根据实际需要调整风机转速，提高风机的运行效率，降低能耗。

三、改善设备运行稳定性石油化工生产中，许多设备的运行速度需要精确控制，而变频器具有出色的速度控制性能。

通过变频器的反馈控制，可以实现精确的速度控制和运行稳定。

例如，在石油化工行业中，用于流体搅拌的搅拌泵往往需要实现任意的转速调整，以满足不同的生产需求。

传统的固定频率供电方式无法满足要求，而使用变频器可以根据需要精确调整搅拌泵的转速，改善设备的运行稳定性。

四、减少设备维修和维护成本石油化工行业的设备常常受到大量的磨损和故障。

传统的固定频率供电方式使得设备在启动和停止过程中受到较大的机械冲击，容易导致设备的损坏和维修。

而变频器具有软启动和缓停功能，可以减少设备的机械冲击，降低设备的维修和维护成本。

此外，变频器还可以监测设备的运行状态，提供故障诊断和报警功能，及时发现设备异常，减少停机维修时间，提高设备的可靠性和稳定性。

变频调速技术得益于其优异的节能特性和调速特性，在我国油田中得到广泛应用，中国产值能耗是世界上最高的国家之一。

要解决产品能耗问题，除其它相关的技术问题需要改进外，变频调速技术已成为节能及提高产品质量的有效措施。

油田作为一个特殊行业，有其独特的背景，油田中变频器的应用主要集中在游梁式抽油机控制、电潜泵控制、注水井控制和油气集输控制等几个场合。

游梁式抽油机俗称“磕头机”，是目前各个油田所普遍采用的抽油机，但是目前的抽油机系统普遍存在着效率低、能耗大、冲程和冲次调节不方便等明显的缺点。

具体怎么样应用可以参照SAJ变频器在游梁式抽油机上的应用。

1.磕头机工作原理当磕头机工作时，驴头悬点上作用的载荷是变化的。

上冲程时，驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱，在抽油机未进行平衡的条件下，电动机就要付出很大的能量。

在下冲程时，抽油机杆柱转而对电动机做功，使电动机处于发电机的运行状态。

抽油机未进行平衡时，上、下冲程的载荷极度不均匀，这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命，恶化抽油杆的工作条件，增加它的断裂次数。

为了消除这些缺点，一般在抽油机的游梁尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重，如图1所示。

这样一来，在悬点下冲程时，要把平衡重从低处抬到高处，增加平衡重的位能。

为了抬高平衡配重，除了依靠抽油杆柱下落所释放的位能外，还要电动机付出部分能量。

在上冲程时，平衡重由高处下落，把下冲程时储存的位能释放出来，帮助电动机提升抽油杆和液柱，减少了电动机在上冲程时所需给出的能量。

目前使用较多的游梁式抽油机，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油机的一个工作循环中，有两个电动机运行状态和两个发电机运行状态。

当平衡配重调节较好时，其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。

2. 变频器在抽油机的控制问题主要体现在如下几个方面一方面是再生能量的处理问题,游梁式抽油机运动为反复上下提升，一个冲程提升一次，其动力来自电动机带动的两个重量相当大的钢质滑块，当滑块提升时，类似杠杆作用，将采油机杆送入井中；滑块下降时，采油杆提出带油至井口，由于电动机转速一定，滑块下降过程中，负荷减轻，电动机拖动产生的能量无法被负载吸引，势必会寻找能量消耗的渠道，导致电动机进入再生发电状态，将多余能量反馈到电网，引起主回路母线电压升高，势必会对整个电网产生冲击，导致电网供电质量下降，功率因数降低的危险；频繁的高压冲击会损坏电动机，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，给企业造成较大经济损失。