油田抽油機的變革—IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制櫃

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概述
目前,在我國各油田的抽油機總數已超過10萬臺,是各油田的主要耗能設備。按每臺電機容量30KW(實際上不止於此,在油田使用最多的是37KW和45KW電機,部分使用55KW和75KW電機)計算,裝機總容量在三百萬千瓦以上。作爲油田生產中使用最多的耗能設備,抽油機拖動電機的負載率普遍較低,造成能源浪費。
在實際開採作業過程中,抽油機受油井的井深、油質、雜質、含沙量、含水量等諸多客觀因素的影響,須調整作業衝次、衝程,甚至更換電機、改變電機的功率;同時,由於油田所處地理位置、緯度的不同,以及所處地區的氣候等自然因素,也會對開採作業產生影響,要求抽油機根據實際工況進行相應的速度調整。
鑑於以上所述油田抽油機的技術要求以及使用的社會效益,抽油機對電機控制系統的基本要求是:
☆大範圍的、穩定可靠的無級調速;
☆具有比較顯著的節電效果。
一、IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制櫃
IMS系列伺服控制器是時光科技有限公司研製、開發的擁有自主知識產權的交流異步電機伺服控制器。其控制對象是普通的三相交流異步電機,控制精度達到同步伺服電機的控制水平。IMS系列伺服控制器調速範圍廣,定位精度高,低速轉矩大,軟件功能完善。
針對油田工作的實際需求,時光公司研製了IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制櫃。此伺服控制櫃結合抽油機的運行工況和油井的實際情況,及時地、自動地調整電機的運行速度、加速度、扭矩等參數,使原有拖動電機在高效、節能狀態進行工作。
通過在中原、勝利、遼河油田的實際應用,證明了IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制櫃可以簡便而安全的進行調速操作,大大降低了現場操作人員的工作強度,提高了生產效率,並取得了明顯的節能效果。
(一)IMS伺服控制櫃的構成
IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制櫃構成情況如下圖所示:
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圖IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制櫃構成圖

油田抽油機的變革—IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制櫃


(二)IMS伺服控制櫃的特點
IMS系列油田抽油機伺服調速節能控制櫃具有如下特點:
1、交-直-交的主電路
IMS伺服控制櫃先將輸入的三相50Hz交流電變爲直流,再逆變爲頻率、電壓有效值可調的三相交流電供給拖動電機。
2、大範圍的速度控制
IMS系列伺服控制櫃採用伺服控制,可準確、大範圍地控制電機的轉速,速度控制範圍爲0-1500r.p.m,速度控制精度爲0.3r.p.m。
3、三倍額定轉矩的過載能力
IMS系列伺服控制櫃在零至額定轉速範圍內具有恆轉矩輸出特性,並具有3倍額定轉矩的過載能力。因此,在很低的轉速下,電機也可輸出額定轉矩並具有300%的過載能力。
4、低速大轉矩的控制特性
IMS系列伺服控制櫃在抽油機電機啓動的過程中,可以驅動電機輸出足夠的.轉矩。從而在轉速從0上升到設定值過程中,使電流平穩,實現了真正的“軟啓動”。
5、下慢上快的速度控制
IMS系列伺服控制櫃通過速度與轉矩的可解耦以及獨立控制,實現了對抽油衝程下慢上快的速度控制。
6、具有內部軟PLC功能,可對轉矩進行檢測和控制。
(三)IMS伺服控制櫃的優勢
根據IMS系列伺服控制櫃的設計原理、控制特點以及應用實例的分析,油田抽油機配備IMS系列伺服調速節能控制櫃,具有如下優勢:
1、調速操作簡便
由於IMS系列伺服調速節能控制櫃具有大範圍、連續調速的特點,只需調
整一個旋鈕即可實現連續、穩定的調速功能,滿足抽油機調整衝次的要求。對於現場操作人員而言,操作極爲簡便。
2、降低作業強度
使用IMS系列節能伺服控制櫃調速操作簡便,無需在作業過程中更改抽油機及配套設備的機械結構,大大降低了現場工人的作業強度。