变频器在抽油机上的应用

抽油机专用变频节能技术应用研究一、引言随着当前石油资源的逐渐枯竭和消耗，油田油井的开采成本一直是一个需要重点解决的问题。

抽油机是油田油井生产中的重要设备，其动力消耗一直是油田生产中的重要能耗。

为了降低抽油机的能耗，并且能够更好地适应油井开采的工况变化，抽油机专用的变频节能技术应用研究成为了当前油田开采技术研究的热点之一。

二、抽油机的节能技术需求分析传统的抽油机在运行时通常采用固定频率运行，这样就会导致油井生产工况发生变化时，抽油机输出功率无法及时调整，从而出现动力过剩或者不足的情况，进而会导致能源的浪费。

抽油机需要一种能够根据实际工况调整输出功率的技术，这就需要引入变频技术。

随着油田开采的深入，油井的工况也越来越复杂，工况的变化对抽油机的性能提出了更高的要求。

传统的固定频率运行不能很好地适应这种工况变化，抽油机需要一种能够在不同工况下灵活调整输出功率的技术，这方面也需要变频技术的支持。

抽油机的节能技术需求主要包括两个方面：一是能够根据工况变化灵活调整输出功率，避免能源的浪费；二是能够在复杂工况下稳定输出，并且具备自适应能力。

三、抽油机专用变频节能技术原理抽油机专用变频节能技术主要包括变频器、传感器和控制系统。

变频器是变频节能技术的核心部件，其作用是根据传感器采集到的信号，对电机的输入频率进行调整，从而实现电机输出功率的调节。

具体来说，变频器通过电子器件对输入的交流电进行变频处理，使得电机的转速可以根据设定值进行调节，从而实现对电机输出功率的精确控制。

变频器还可以通过对电机进行软启动和软停止的控制，避免了传统的电机启动时的电流冲击，延长了电机的使用寿命。

传感器和控制系统则是变频节能技术的配套部件，传感器可以对电机的转速、转矩、温度等参数进行实时监测，将监测到的信号传输给控制系统，控制系统再根据传感器采集到的信号对变频器进行调节，从而实现对电机输出功率的精确控制。

抽油机专用变频节能技术的原理是通过变频器、传感器和控制系统的协同作用，实现对电机输出功率的精确控制，从而达到节能和适应复杂工况的目的。

抽油机专用变频节能技术应用研究介绍了抽油机专用变频器在抽油机节能改造中的应用情况。

通过改造，实现了抽油机高效运行，达到了节能降耗和提高产量的目的。

标签：变频器；抽油机；节能石油行业是高利润的行业，但也是高耗能行业，目前国外在使用变频驱动方式来改进抽油机的效率，达到节能作用，而国内也仅从事相关的研究，大庆、胜利等油田都试验了部分设备，反映效果比较好。

1、变频电动机的设计特点1.1电磁设计变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不在需要过多考虑，而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。

方式一般如下：①尽可能的减小定子和转子电阻。

减小定子电阻即可降低基波铜耗。

以弥补高次谐波引起的铜耗增。

②为抑制电流中的高次谐波，需适当增加电动机的电感。

但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。

因此，电动机漏抗的大小要兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。

③变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。

1.2结构设计在结构设计时，主要也是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：①绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压的能力。

②对电机的振动、噪声问题，要充分考虑电动机构件及整体的刚性，尽力提高其固有频率，以避开与各次力波产生共振现象。

③冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。

④防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。

主要是易产生磁路不对称，也会产生轴电流，当其他高频分量所产生的电流结合一起作用时，轴电流将大为增加，从而导致轴承损坏，所以一般要采取绝缘措施。

⑤对恒功率变频电动机，当转速超过3000/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。

变频器在抽油机上应用探讨没有1 引言我国的油田绝大部分为低能、低产油田，不像国外的油田有很强的自喷能力，大部分油要靠注水来压油入井，靠抽油机(磕头机)把油从地层中提升上来。

在我国，以水换油、以电换油是目前油田的现实，耗电费用在我国的石油开采成本中占了相当大的比例。

所以，石油行业十分重视节约电能，节省电耗就是直接降低石油的开采成本。

我国目前抽油机的保有量在10万台以上，电动机装机总容量在3500MW，年耗电逾百亿Kwh。

抽油机的运行效率特别低下，在我国平均运行效率为25.96%，国外平均水平为30.05%，年节能潜力可达几十亿Kwh。

除了抽油机之外，油田还有大量的注水泵、输油泵、潜油泵等设备，总耗电量超过油田总用电量的80%，可见，石油行业也是推广"电机系统节能"的重点行业。

抽油机节能，其首选方案是采用变频器对其电机拖动系统进行改造，抽油机改用变频器拖动后有以下几个好处:(1) 大大提高了功率因数(可由原来的0.25～0.5提高到0.9以上)，大大减小了供电电流，从而减轻了电网及变压器的负担，降低了线损，可省去大量的"增容"开支。

(2) 可根据油井的实际供液能力，动态调整抽取速度，一方面达到节能目的，同时还可以增加原油产量。

(3) 由于实现了真正的"软起动"，对电动机、变速箱、抽油机都避免了过大的机械冲击，大大延长了设备的使用寿命，减少了停产时间，提高了生产效率。

但是，变频器用于抽油机电机时，也有几个问题需要解决，主要是冲击电流问题和再生能量的处理问题，下面分别加以分析。

2 冲击电流问题图1 常规曲柄平衡抽油机常规曲柄平衡抽油机结构示意图如图1所示，图1中，1-底座;2-支架;3-悬绳器;4-驴头;5-游梁;6-横梁轴承座;7-横梁;8-连杆;9-曲柄销装置;10-曲柄装置;11-减速器;12-刹车保险装置;13-刹车装置;14-电动机;15-配电箱。

变频器的在采油方面的应用摘要：随着石油工业的发展，钻机技术与精确度也日益增加，在电动钻机行业中，变频器广泛应用于风机、注水泵、压缩机、输油泵、抽油机、潜油电泵和石油钻机等，该论文将对变频器在石油钻进中的应用加以详细介绍。

关键词：油田开采变频器应用节能一、游梁式抽油机目前，在油田采用的抽油设备中，以游梁式抽油机最为普遍，数量也最多。

一方面，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。

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问题。

除上述两方面问题外，油田采油的特殊地理环境决定了采油设备有其独特的运行特点：在油井开采前期储油量大，供液足，为提高功效可采用工频运行，保证较高产油量；在中后期，由于石油储量减少，易造成供液不足，电动机若仍工频运行，势必浪费电能，造成不必要损耗，这时须考虑实际工作情况，适当降低电动机转速，减少冲程，有效提高充盈率。

目前，针对游梁式抽油机的交流变频调速技术改造及应用主要有以下3个方面：1.以提高电网质量、减小对电网影响为目标的变频改造。

这主要集中在供电企业对电网质量要求较高的场合，为避免电网质量的下降，需引入变频控制，其主要目的就是减小抽油机工作过程对电网的影响。

2.以节能为目的变频改造。

这点较为普遍，一方面，油田抽油机为克服大的起动转矩，采用的电动机远远大于实际所需功率，工作时电动机利用率一般为20%～30%，最高不会超过50%，电动机常处于轻载状态，造成资源浪费。

另一方面，抽油机工作情况的变化，取决于地底下的状态，若电动机始终处于工频运行，也会造成电能浪费。

为了节能，提高电动机工作效率，需进行变频改造。

3.改变采油杆上行和下行的速度，在一些情况下可以提高生产效率。

在实际应用过程中出现了许多问题，主要集中在游梁式抽油机发电状态产生能量的处理上。

探究变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用随着油田地面采油系统的发展，变频调速技术在其中的应用越来越广泛。

变频调速技术是指通过改变电机供电频率来调整电机转速的技术，它可以实现对电动机的精准控制，提高设备运行效率，节能降耗。

本文将探究变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用，以及其带来的益处。

1. 抽油机在油田地面采油系统中，抽油机是非常重要的设备，它的运行状态直接影响着油井的产量和运行效率。

采用传统的恒速电机控制方式，抽油机运行时可能因为油井产量变化，导致电机转速和泵效率不匹配，从而影响油井的产量。

而采用变频调速技术，可以根据油井产量的变化，实时调整电机转速，使之匹配泵效率，达到节能提效的效果。

2. 离心泵油田地面采油系统中，离心泵也是一个非常重要的设备，它负责将地下油井产出的原油送往地面储油设备。

采用变频调速技术，可以根据油井产量的变化，调整泵的转速，保持泵的最佳运行状态，同时减少能耗，延长泵的使用寿命。

3. 输油管道油田地面采油系统中的输油管道长而复杂，沿途可能存在地势起伏和管道阻力等问题。

采用变频调速技术，可以根据输油管道的实际工况，调整泵站的出口流量和压力，保持管道内流体的稳定输送，同时减少能耗，提高输油效率。

1. 提高设备运行效率采用变频调速技术，可以根据实际工况对设备进行精准控制，调整设备的运行状态，使其始终处于最佳工作状态，提高设备的运行效率。

2. 节能降耗传统的恒速控制方式下，由于设备无法根据实际运行工况进行调整，可能导致能耗过高。

而采用变频调速技术，可以根据需求实时调整设备运行状态，达到节能降耗的目的。

3. 增加设备寿命变频调速技术可以实现对设备的精准控制，减少设备在高速或超载状态下运行的时间，保护设备免受额外负载的影响，延长设备的使用寿命。

三、总结变频调速技术在油田地面采油系统中的应用具有非常重要的意义。

它可以提高设备运行效率，节能降耗，增加设备寿命，提高生产效率。

随着油田地面采油系统的不断发展，变频调速技术的应用将会进一步扩大，为油田地面采油系统的稳定运行和高效生产提供更加可靠的技术支持。

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。

探究变频调速技术在油田地面采油系统中的具体应用
变频调速技术在油田地面采油系统中应用于电动抽油机系统。

电动抽油机是通过电动
机驱动离心泵进行抽油的设备，传统的电动抽油机是通过固定转速的电机来驱动泵，不能
满足因油井井筒不规则及油层流量变化引起的流量和压力变化需求。

而采用变频调速技术
的电动抽油机，可以根据油井和油层的实际情况调整电机转速，实现对油井产量和压力的
精确控制，提高抽油机的效率。

变频调速技术还可应用于水处理系统。

油田地面采油系统中的水处理系统主要用于处
理原油中的杂质和含水量，确保油品的质量。

传统的水处理系统通过固定转速的水泵进行
处理，无法适应不同负荷条件。

而采用变频调速技术的水处理系统，可以根据实际处理需
求调整水泵的转速，实现对水泵出水流量和压力的精确控制，提高水处理效果。

变频调速技术还能够应用于其他与油田地面采油系统相关的设备，比如压缩机、离心机、搅拌器等。

通过改变设备的转速，实现对设备输出能量和效果的精确控制，提高设备
的使用效率和经济效益。

变频调速技术在油田地面采油系统中具有广泛的应用前景。

它能够通过改变设备的转速，实现对油井产量、压力、注水量等参数的精确控制，提高油田的生产效率和经济效益。

随着技术的发展和应用的推广，相信变频调速技术将在油田地面采油系统中发挥越来越重
要的作用。

抽油机专用变频节能技术应用研究一、引言随着石油勘探开发中的技术不断提高，油田开采深度逐渐增大，油层压力降低，传统的抽油机已经无法满足需求。

为了提高油田的产能和效率，抽油机专用变频节能技术应运而生。

变频技术可以根据井口产量的变化来提高抽油机的效率，减少能耗。

本文将对抽油机专用变频节能技术进行深入探讨，并分析其应用前景。

二、抽油机专用变频节能技术概述抽油机专用变频节能技术是利用变频器控制抽油机的转速，以实现节能降耗的一种技术。

传统的抽油机采用固定频率的电动机，无法根据油井产量的变化来灵活调整转速，导致能源浪费和设备寿命缩短。

而采用变频技术后，抽油机的转速可以根据油井产量实时调节，达到节能降耗的目的。

抽油机专用变频节能技术主要包括以下几个方面的应用：1. 节能变频器：通过安装节能变频器，可以实现对抽油机的调速控制，根据井口产量实时调整转速，达到节能的目的。

2. 转矩控制系统：通过转矩控制系统，可以实现对抽油机的负载控制，降低能耗，延长设备寿命。

3. 智能监控系统：通过智能监控系统，可以实时监测抽油机的运行状态和油井产量，提前预警，实现合理调度，提高生产效率。

四、抽油机专用变频节能技术在油田开采中的应用案例分析为了更好地展示抽油机专用变频节能技术在油田开采中的应用效果，以下以一家油田公司为例进行分析。

某油田公司引进了抽油机专用变频节能技术，并在多口油井中进行了应用。

经过一段时间的运行，取得了一些显著的成效：1. 产能提高：通过变频技术的应用，油井的产能得到了大幅提高，平均每口油井的产量提高了10%以上。

2. 能耗降低：由于抽油机的转速得到了合理调整，能耗降低了20%左右。

3. 设备寿命延长：传统的固定频率电动机需要长时间运行，导致设备寿命缩短。

而采用变频节能技术后，设备寿命得到了较大的延长。

4. 生产效率提高：通过智能监控系统的应用，油田开采的生产效率得到了大幅提高，实现了科学调度，最大限度地提高了生产效率。

细说产品Product Presentation目前，在石油开采抽油机中应用最广泛的主要是游梁式抽油机和直驱式抽油机，这二种设备各有优点和缺点，二者分别应用在不同深度的油田上。

传统游梁式抽油机， 也就是磕头机，抽油杆行程一般只有2到3米，抽油效率较慢，且使用能耗电阻来消耗倒发电，比较浪费电能；而直驱式抽油机，因螺杆长度的限制，一般只能应用在深度较浅的油田上。

随着时代的发展，为了响应国家节能环保的口号，提高设备的工作效率，卷扬机式抽油机应运而生。

设劭绍卷扬机式抽油机根据油井的深度不同，可分为8型机、 14型机、18型机和24型机。

其驱动部分配备高性能变频器采用闭环控制方式，电机加装减速机带动滚筒，滚筒收 放70米长的钢绳，使抽油泵可在深度50米处上下往返，作业油井深度可达2000-3000米。

油井上行过程中，机器 一直处于抽油状态；下行过程中，电机处于轻载运行状态, 其倒发电产生的电能直接通过回馈单元回馈到输入端电网中，无能量浪费，可大大提高节能效率。

方案介绍近期，易能EN600系列55kW 变频器在我国西部地 区某现场的14型卷扬机式抽油机上成功应用。

该设备控制柜内采取恒温控制，触摸屏、PLC 、变频器通过交换机进行通讯；触摸屏与变频器之间采用 MODBUS 通讯，用来修改参数值和监视部分运行数据；变频器主控板部位另外加装一块EN-PG03扩展卡，与电系统接线与部分養数设置功能码参数设定值说明F15.01-F15.06按实际设定电机铭牌参数F00.193使用增量PG 卡F00.242闭环矢量控制F01.004通讯设定频率F01.151端子控制启动F01.1712加速时间1.2秒F01.1812减速时间1.2秒F02.ll2减速+直流制动停车图1系统接线图应用优势变频器主板除可配备EN-PG03扩展卡外，还可 配置不同制式扩展卡，与电机编码器相连，形成闭 环控制，使得系统更安全；变频器的抱闸逻辑控 制输出可以很好的做到力 矩建立和松抱闸之间的平 稳过渡，加减速，起停非常平稳精准；提髙了设备的工作效率，减少了能源浪费，使系统更机末端编码器相连形成闭环系统，从而实现精确和快速响加节能;应的高性能矢量控制。