一、引言

能源是現(xiàn)代工業(yè)生命的基礎(chǔ)，石油依然是工業(yè)的主要能源。隨著中國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國石油消費量顯著增加，國際石油價格也處于不斷的波動中，石油天然氣等能源產(chǎn)業(yè)在國家經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)中的地位越來越高，廣泛影響著我國經(jīng)濟的發(fā)展。有效控制生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，提高油氣生產(chǎn)的工作效率，降低能耗，提升油田的整體信息化是目前石油開采作業(yè)的發(fā)展趨勢。

二、游梁式抽油機情況

游梁式抽油機運動為反復(fù)地上下提升，一個沖程提升一次，其動力來自于電動機帶動的兩個重量相當(dāng)大的平衡塊，當(dāng)平衡塊提升時，將采油機桿送入井中，平衡塊下降時，采油桿提出帶油至井口。由于電機轉(zhuǎn)速一定，在滑塊下降過程中，負荷減輕，電機拖動產(chǎn)生的能量無法被負載吸引，導(dǎo)致電機進入再生發(fā)電狀態(tài)，將多余的能量反饋到電網(wǎng)，引起主回路母線電壓的升高，勢必會對整個電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致電網(wǎng)供電質(zhì)量下降，功率因數(shù)降低，頻繁的高壓沖擊會損壞電機，縮短電機壽命、維護量加大。

另一方面游梁式抽油機為了克服大的起動轉(zhuǎn)矩，采用的電動機遠遠大于實際所需功率，工作時電動機的利用率一般在20%~30%之間，最高不會超過50%，電動機經(jīng)常處于輕載狀態(tài)，造成了電動機資源的浪費。并且抽油機的工作情況是連續(xù)變化的，這些都取決于地底下的狀態(tài)，若始終處于工頻運行，勢必也會造成電能的浪費。為了節(jié)能，提高電動機的工作效率，需進行變頻改造。

圖1游梁式抽油機

三、方案介紹

為了回饋再生能量，提高效率，采用能量回饋裝置，將再生能量回饋電網(wǎng)。所謂能量回饋裝置，其實就是一臺有源逆變器。按采用的功率開關(guān)器件的不同又可以分為晶閘管（SCR）有源逆變器及絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）逆變器兩種，它們的共同特點是可以將變頻器直流回路的電壓反饋到電網(wǎng)。

圖2變頻器+能量回饋單元

1、方案特點

通過油田現(xiàn)場測試的抽油機的示功圖表明變頻器組成數(shù)字化抽油機運行良好，抽油機工作在狀態(tài)。變頻器作為控制的解決方案在數(shù)字化抽油機應(yīng)用中有如下優(yōu)點：

（1）、變頻解決方案，可以根據(jù)現(xiàn)場油井負荷大小使抽油機達到平衡狀態(tài)，根據(jù)油井的產(chǎn)液     量使抽油機工作在合理的沖次，并根據(jù)油井工況對抽油機進行有效的保護；從而最大限度的使抽油機的運行參數(shù)與油井參數(shù)相一致，發(fā)揮抽油機的工作能力，實現(xiàn)低碳開發(fā)和節(jié)能開采；

（2）、變頻器內(nèi)置的通訊功能，提供RS485通訊接口，使之與RTU控制模塊的通訊連接更加簡便；

（3）、模塊化設(shè)計，系統(tǒng)的維護更加簡單；

（4）、變頻器具有短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護和故障輸出功能，能有效保證系統(tǒng)安全高效的運行；

（5）、可以通過站控平臺有效實現(xiàn)變頻器的參數(shù)調(diào)整及管理要求，實現(xiàn)真正意義上的井場無人值守。

2、客戶反饋

長慶油田某采油廠2012年使用能量回饋式電磁調(diào)速電動機135臺。經(jīng)測試其平均噸液有功節(jié)電率為32％，平均噸液無功節(jié)電率為43％，功率因數(shù)平均提高0.21，綜合節(jié)電率為35％。形成年節(jié)電能力456萬千瓦時，年節(jié)電效益320萬元。

四、結(jié)束語

邁凱諾KE300A系列變頻器以其優(yōu)越的性能在油田的節(jié)能改造中發(fā)揮著重要作用，在井場長時間的運行受到一線員工的好評，由它帶來的無級調(diào)速大大降低了現(xiàn)場沖次調(diào)節(jié)的作業(yè)強度和時間，其能量回饋功能使其節(jié)能達到優(yōu)化。隨著油田數(shù)字化、信息化的推廣，KE300A系列變頻器必將在抽油機的節(jié)能改造中發(fā)揮越來越重要的作用。