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台达C2000变频器在游梁式抽油机上的应用

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  • 2014-07-23 11:40
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详细介绍

 目前国内最常用的抽油机种类有游梁式抽油机、塔架式抽油机和螺杆泵式抽油机三种,其中游梁式抽油机作为一种简单、高效、操作方便的抽油设备,在各种含砂、含气、含水原油的开采中得到了广泛的应用。

某油田约有7万口采油井,其中游梁式抽油机数量高达近6万口,新建的采油厂作为油田的试验型井田配备了台达C2000高阶磁束向量通用型变频器,采用工变频自动切换的方式,使整个控制系统简单紧凑,运行可靠,达到了很好的节能效果。

 

游梁式抽油机的组成与工作原理

游梁式抽油机俗称“磕头机”,通过加压的办法使石油出井,其作为一种广泛的采油方式,在富油井、贫油井、稀油井、稠油井上都体现出了卓越的性能。

1.1 系统组成

游梁式抽油机主要由游梁连杆曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。

工作时,电动机的传动经变速箱、曲柄连杆机构变成驴头的上下运动,驴头经光杆抽油杆带动井下深井泵的柱塞作上下运动,从而不断地把井中的原油抽出井筒,再通过地面管线输送至计量站。

1.2 工作原理

当抽油机上冲程时,油管弹性收缩向上运动,带动机械解堵采油器向上运动,撞击滑套产生振动;同时,正向单流阀关闭,变径活塞总成封堵油,当抽油机下冲程时,油管弹性伸长向下运动,带动机械解堵采油器向下运动,撞击滑套产生振动;同时,反向单流阀部分关闭,变径活塞总成仍然封堵油套环形油道,使反向单流阀下方区域形成高压区,这一运动又对地层内的油流通道产生一种反向的冲击力。

1 抽油机工作原理示意图

游梁式抽油机的节电技术

抽油机的节电技术通常采用变频调速控制,这样可以改变抽油机长期处于低效做功的状态,使其工作方式与油井实际负荷相匹配,保证每次都抽油,减少低效甚至无效抽取,从而降低电费开支,减少维护成本,提高运行效率。

变频器具有软起动功能,起动时电流较小,对电网冲击小,起动时能耗大为降低,同时减少了对电动机、变速箱、抽油机等大机械的冲击,延长了相关设备的使用寿命。

引进变频器控制可实现对设备上、下行程运行频率可调,以改变抽油机上、下行程的运行速度,达到了满足泵效的情况下耗用最少的电能。

由于抽油机下行时负载性质为位势负载,变频器加装制动电阻后恰能适应其工况。

2抽油机

系统设计

台达C2000变频器通过VF模式控制三相异步电动机,当变频器出现故障停机时,变频器结合控制柜电气结构会自动将控制状态从变频切为工频,保证抽油机不停机。同时,在抽油机下行冲程时,变频器结合外部制动电阻,将回生能量合理释放。

C2000变频器与国产某品牌数据采集远传器相连接,将电机的运行工况、电流、转矩等数据远传到中控室内。

3.1 C2000变频器特点

台达C2000高阶磁束向量通用型变频器集驱动(IM/PM)、控制(PLC)、显示(文本)、以及多种协议现场总线技术于一体,内建CANOpen可做主站,具有高性能、易维护、多语言操作等特点:

异步及同步电机控制一体化,具有多种控制模式,对电机可实现开闭环控制;

启动转矩在0.5Hz时可达150%以上,并支持重载模式;

过载能力最大200%转矩电流;

内置PLC功能,程序容量10K步;

强大的面板编辑功能,相当于文本使用,并且面板参数设定有文字提示,使用简便;

模块化设计,控制端子及风扇可拆卸,并支持穿墙式安装;

丰富的网络扩展功能,内建CANOpen,可扩展ProfibusDeviceNetMODBUS TCPEtherNet-IP现场总线及以太网络卡;

-50℃至+50℃超宽环境温度,全球安规兼容于CE/UL/CUL

3.2 C2000的基本参数设置

变频器的参数设置主要分为两部分,一为基本参数,二为通讯参数。

1 变频器主要参数设置

00-02参数管理设定

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