_一变多控_变频控制技术在海上油田的应用

索，不能减小，所以在考虑节能措施时不能减小原配电机　的堵转力矩，它在当韧被选定时就役有什／厶裕度，何｛５己现　夸油田的控制柜都有断电后恢复供电延时自启动的措施，　如果电网电压偏低，停机又稍久，自起不能完成，那么电　机楹易烧毁。要确保电机启动的前提就限定了原电机不能　更换。接下来的问ｇ是能不能在原电机的机体上实现轻　中、重负荷，电机都能在高教区运行呢，笔者认为这倒是　可以做到的。下面列举一十实例来说明，这个实例是基于　Ｙ２５０Ｍ－－６３７ｋＷ电机，定转于铁心长、槽形、铸铝都不改　动，变动的只是定子绕组（这当然也适用旧电机改造）　下的数据还兼容着“调参　这样一个重要因索，调　参就是改变抽油机冲次．是实现节能的另一个重要方面，　从理论上讲调冲攻可以用更换皮带轮的方法完成，但做起　来极难，凰为油井露天作业，风雨无遮，皮带轮与轴锈固，　现场要更换皮带轮实属艰难，因此求助于电机变速，实用　的电机变速是电机的单绕组非倍韫变捉变速，如６极变为　６／Ｓ极，８极变为ｓ　ｌ２极，在做这种变艟变速时的约柬条　件是：Ｓ／８极引出端于６十；做这种变极时：不论在哪个　极数下，拍油机不论停在什么部位＋都能成功启动。　概括起来就是：在抽油机电机既定的现实条件下通过　仅变其绕组结构完成６／Ｓ极、８／１２极的单绕组非倍授改型　设计，让它运行在原井抽油机上，其负荷率从２Ｏ　～８Ｏ　变化，电机都运行在高教区。采用特殊的设计当负荷从　２０％～８０　变化时，用原　２５０Ｍ一６电机改型设计后，平　均被率选到９０　，高于相同的较小容量电机２　１个百丹点　（６极），２　２个百分点（８极），这样就根除了　大马拉小　车”的痼疾。这种方法既适用于旧电机改造，又适用于新　电机生产，是实现油田抽油机节能的最佳途径　编者按：在我国石油工业的发展里程中一无数的专家　深人油田的生产宴际，研究和解决实际问题，在相关领域　．ｉ咎成了自己独到的见解。李兆平先生就是其中的一拉。　率兆平ｌ９６１年毕业于清华大学电机系。教授衄高工一　国家有竞出贡献专末。在北京电机厂一直从事电机设计，　曾多班赴大庆油田实地测试抽油机电机一设计过二速、三　速超高转差电机。现已甘油田单速６极、８极电机改造为　鼠连６．８板、８　ｊ２板取得完全成功一井已稚广使甩　这里　顾恒刊登凡封李先生同奉刊编辑之间的通信。　车兆平采函：油气田地面工程编辑郜：各位好：你们　的回画收到了．诗｝谢。１９８８年，我在大庆采曲四厂和九厂　试验超高转差电机＋得到罔清华总师和谈毕业总师的支待一　试验成功。按照当时五庆石油管理局总师胡博忡和刘善德　两驻的要求．我整理了一篇题为　超高转差电机用于薄梁　式抽油机节能酌机理”的文章．在责刊前身《油曰地面工　程｝上竞表．转眼十几点过去了。我在三年的时问里先后　十多班去大庆油田．多方靠投入到不同规格性能的电机，　在四厂油牛上傲瓜点到践再到面的试驻。前两年我解班了　非倍极变极嘏速的理论难题，用于油田可　变现有单速６　极电机为８／８扳电机｛变现有８掇电机曲８／１２掇电机　最　近我又进一步在６／８枉单绕组照速的基础上实现了当簌荷　在２０　～８Ｏ　内主化时电机的平均效率达到９０以上＋建　就为油田多年困惑而不得其解的“大马拉小车　问题找到　了最终能根治的方法，辛我高＊之至。耙此方法奉献培谁　最好呢？我内・　深以为非大庆油田莫属。大庆油田能带动　奎国油田，大庆油田治业最为严谨。我与大庆油田的情蛄　也是最深最回的！我相信大庆油田必有能哑收融解我这项　新成果的采油厂，他们都拥有电机修造厂，我畚再投身太　庆油田，和油田的师博们和技术同抒们一道为大度油田的　节能，也为全国油田的节能努力　嫡辑郜的复函：　率先生．您好！　收鹇您的采信，才知道原来您是一位与大废有着深厚　涮浠的专家！为了贯彻本刊将科学技术转化为生产力的办　刊宗旨，经研究＋我们波定连续ｆＦ＿ｌ登您有关电机节能方面　的论文　请不吝赐稿！　李兆平的谢函：　油气田地面工程蝙辑部，您们好ｊ　束函收到，非常感谢！　从去年开始，卫在采油九厂试验各种类型的抽油机电　机，对比节能效果。我发培责刊的第一篇“油田抽油机电　机节能的最佳逢径”一文，正是针对此观收而写的　油田　抽油机电机的现有改连方案是成熟的，只在投八生产　此外大庆应用着大量的凰机电机，它们大多用有敏调　速就能满足生产要求。工业运行试验已经证宾，其节电丰　在５０　～７０　。我准备的第二蒿文章的题目是　４／６极６　８极高低压双遣凰机是节能改造与新机生产的极好选择”　（高压风机目前国内尚ｊ已生产厂家）。这种双速电机大废油　田的某些采曲厂的电机修造厂就完奎有改造和制造能力。　第三篇文章的题目是　甩于风机求秉的托中型高低压　异步电机的无援调速”。这是目前电机领域的热门课题一童　额调速还打不进这一领域。我准备搞的是电机亩身调速，　不需要任何电子器件，我有孕育成热的方案，准备在较４、　容量几十ｋＷ～几百ｋｗ的输油泵上，再在油田注水幕　２０００～２５００ｋＷ酌电机上实施　第四篇文章是　单绕组４／６极风力异步发电机——风　能刺闻的最佳连型　。　我首和大庆风能研究所刘所长有过一班接融。萨尔田　多风沙，风能用之不竭＋干净无比．十五计划我目准备配　备６００ｋＷ的是型风力发电装置８００多台．到２０４０年风力　发电在奎国电罔中将形成水、太、棱、风喜占四分之一的　局面。我的单绕组４／８极风力异母发电机比世界先进的丹　麦ＭＩＣＯＮ公司的“髓绕组４／６极风力发电机”在同等重　量舟件下可提高客量２５　烈上＋是目前国内外至夸未见的　新异．我希望能将此项技术也融八大庆油田。　（栏目主持橱军）　油气田地面工程第２１卷第３　Ｍ（２００２．５）　机建电信…欢迎投稿

抽油机变频控制柜

抽油机变频控制柜，抽油机节能改造，磕头机变频控制。．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”。

抽油机在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。调整好平衡配重，可降低冲击电流是正常工作电流的1.5倍。

抽油机的负载特性：是恒速运行，由于配重，是变转矩，变功率负载在一个循环周期内有两次发电状态，起动力矩大、惯性大。在国内油田使用的抽油机普遍存在的问题：运行时间长传统抽油机变频器改造的难点

解决方案

针对当前抽油机变频改造存在的问题，我司提出以下解决方案：

中。圜科｛箜僧恩２０１珲第　ｌ　ＥＩ　。　ｌｌ一唧Ｊ　ｌ　ｌ：　ｌｌ　

ｉ　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－８９７２．２０１３．１２．０７６　

变频调速技术在电机拖动中的有效运用　

刘仲先　

中海油能源发展股份有限公司油田建设工程分公司；５００４５２　

摘要　

作为现代化社会中的基础能源，电力资源在　

国民经济和社会发展中占据着十分重要的地　

位，电气化的程度是衡量一个国家经济发展　

水平的重要标志之一。电力系统安全平稳运　

行是国家整个电力工程的基础和灵魂。本文　

主要是探讨变频调技术在电力系统继电保　

护、电机拖动、海上平台电力系统等方面的　

运用。　关键词　

变频调速；继电保护；海上平台　

电力系统的安全直接关系到国家和人　

民生命财产的安全，因此，电力系统的安全　

和可靠性得到了各级政府部门及企业领导的　

充分重视。随着我国社会经济的快速发展，　

对电力系统各方面的技术和发展提出了更高　

要求。下面本文从变频调速技术和电力系统　

的关系进行论述。　

１变频调速技术概述　

变频调速技术是根据电机转速与工作　

电源输入频率成正比例，通过改变电动机工　

作电源频率而达到改变电机转速的目标。变　

频器技术已经深入应用到我们生活的每个角　

落，变频调速系统的控制方式包括矢量控制　

（ＶＣ）、直接转矩控制（ＤＴＣ）等。随着　

半导体技术的发展以及数字控制的普及，矢　

量控制的应用已经从高性能范围扩展到驱动　

或者是专用驱动领域，直到人们日常生活用　

的变频空调、冰箱、洗衣机等等家用电器。　

与此同时，交流驱动器已经在工业机器、电　

梯、电动汽车、起重设备等领域也得到了广　泛的应用和发展…。　

２变频调技术在电机拖动中应用　

电机拖动主要是关于直流电机、电机　

系统的运动方程、直流电机拖动系统的静态　

和动态特点、变压器、交流电等各个方面的　工作内容。从控制类别角度分析，卸油泵电　

动机的变频调系统是转速开环，恒压频度比　

控制电源变频调速系统。在使用过程中，用　

1 第一章潜油电泵介绍

第一节概述

随着我国石油工业的发展和油田采油开发的需要，为了提高油田采油速度和最终采收率，应用机械采油方法是整个油田开发过程的一个十分重要的步骤。

潜油电泵作为一种比较常用的机械采油设备，由于它自身的特点，近十几年来在国内外得到了十分广泛的应用。尤其是它特别适用于海上平台采油。选用潜油电泵大排量强采是油田长期稳定生产的重要手段。

一、潜油电泵发展概况

· 1923 年 白俄罗斯人 AS 奥托纳夫在世界上首先提出潜泣电泵的新概念，并在洛杉机制造出美国第一台潜油电泵。

· 1930 年 奥托纳夫在美国创建了雷达公司。

·50~70年代 美国相继出现了三家主要生产潜油电泵的制造旖。它（20世纪） 们是森垂列夫特公司、 ODI 公司、科贝公司。

· 1940 年 苏联国家石油机械设计院深水电机局石油工业组研制了苏联第一台潜油电泵。开始广泛应用于油由。

· 1953 年 中国石油部曾在玉们油田对潜油电泵进行研究和试验。

· 1970 年 天津市电机总厂与大庆油田联合，成功地开发塞中国鑫行设计和制造的第一台潜抽电泵并于 1 978 年开始正式投产。天津市电机总厂正式获国家批准，引进美雷达公司的潜油电泵制造技术，极大地促进了中国电 2 潜泵制造技术和生产的发展。

· 1989 年 随着国内石油工业和采油技术的不断发展以及引进技术在国内的扩散，相继出现了大庆、胜利、虎溪等一批电泵制造厂，形成了中国的潜油电泵制造行业。

· 2004 年 渤海工程装备电泵分公司为适应渤海

二、潜油电泵的应用及水平

近十年来，随着潜油电泵在世界范围使用的数量不断增加，国内外油田在电泵采油工艺技术方面做了大量工作，因此在潜油电泵广泛应用的同时，其应用水平也在不断提高，并积累了大量丰富的经验。据统计目前先进的国外油田在一些主要电泵的应用指标已达到：

电泵系统效率 42 %

适用最高井温 180 ℃