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交流伺服拖动系统应用于抽油机的优势和前景
发布人: 中科德润 发布来源: 中科德润 发布日期: 2012-3-20 点击数:327

一、         油田抽油机概况

目前,机械采油是国内各油田主要的原油生产方式,其中抽油机采油方式占总数的91%。抽油机又以游梁式抽油机应用最为普遍,占抽油机总数的90%以上,其他分别为皮带式抽油机、塔架式抽油机等。游梁式抽油机和皮带式抽油机是通过机械传动机构把电机的单向旋转转化为抽油杆的上下往复运动,对拖动系统运动控制性能要求不高,但机械机构较复杂;塔架式抽油机是要求电机自动正反转,来驱动抽油杆上下运动,机构简单,效率较高,但对拖动系统运动控制性能要求较高。

二、         抽油机拖动系统性能需求

合理、高效、高可靠性、信息化等,是当前油田开采技术的发展趋势,作为国内主要机械采油设备的抽油机,对其拖动系统的性能需求可归纳为以下几个方面。

1、可调速

2、宽高效区

3、柔性驱动

4、异常井况下的自动保护

5、受控正反转(塔架式抽油机)

6、数据实时采集

三、         当前抽油机拖动系统性能分析

当前抽油机拖动系统主要有工频电驱动普通异步电机,工频电驱动双速和多速异步电机,工频电驱动交流永磁同步电机,变频器驱动异步电机等,特点总结如下。

1、工频电驱动普通异步电机

优点:设备简单,运行时有一定柔性,成本低。

缺点:无法调速,调整抽油机冲刺须更换皮带轮;耗电量大(高效区窄);启动柔性差;无法做运动控制;无数据采集上报装置。

2、工频电驱动双速和多速异步电机

优点:可以通过改变接线来改变转速;运行时有一定柔性;设备简单。

缺点:运行速度选择固定、有限;耗电量大(高效区窄);启动柔性差;无法做运动控制;无数据采集上报装置。

3、工频电驱动交流永磁同步电机

优点:初期节电效果显著(宽高效区);设备简单。

缺点:无法调速,调整抽油机冲刺须更换皮带轮;启动和运行刚性太强;无法做运动控制;无数据采集上报装置;电机转子易失磁。

4、变频器驱动异步电机

优点:可便捷调速;运行时有一定柔性;有一定保护功能;可自动正反转;可直接配套异步机使用。

缺点:输出频率一般在20~50Hz范围内,无法运转在较低速度;启动柔性较差;高效区窄,耗电量大;运动控制精度低;无法提供精确运行数据。

四、         交流伺服拖动系统特性

1、抽油机专用软启动和柔性节电工作模式,可实现真正柔性启动,大幅降低启动过程中的电气和机械冲击,并可大幅降低整体系统能耗,延长机械装置寿命;

2、高效永磁同步电机,具有极高的能量转换效率,节能并减少发热;

3、矢量控制策略与合理的电机电磁设计避免了电机退磁现象,多重保护功能保证了系统在恶劣环境和复杂井况下运行的可靠性;

4、可实时精确观测电机运行数据,连续采集对油田管理有用的运行数据;

5、可以连接远程通信设备,上报采集数据,并可实现远程控制,实现油田数字化、信息化管理。

6、优化的控制器箱体和外箱结构,高可靠性的电子硬件设计和编码器方案,完善的三防工艺,使整套系统适应油田户外-40℃到55℃温度范围内风沙、潮湿、盐蚀等恶劣环境条件,长期稳定运行。

五、         交流伺服拖动系统在油田的应用前景

交流伺服拖动系统,综合当前所有拖动方式的优点,几乎克服所有不足,具有更加优越的驱动性能和效率。并且能够为实现油田的数字化信息化提供不间断的准确基础数据,相对于人工定时采集的方式,在多样性、连续性、准确性和可操作性等方面是一次重大飞跃,为真正实现油田数字化、信息化管理创造必要的技术条件。交流伺服拖动系统必将在油田取得广泛的应用。

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