变频调速在潜油电泵中的应用

大庆油田力神泵业有限公司

变频调速在潜油电泵中的应用

孟祥丹大庆油田力神泵业有限公司

在潜油电泵的配电箱中，中压变频器一般采用的是二极管三电平变频调速技术。选用的变频器能够在启动时消除产生的启动冲击电流，保证将潜油电泵在启动时产生的冲击电流控制在150%范围之内。通过变频调速技术能够有效地降低油压，从而降低电潜泵的电压，保证潜油电泵的正常工作。安装变频器后，油田对机械的耗电支出大大减少。

油田开采；潜油电泵；变频调速

1 工作原理

潜油电泵是油田开采中使用最广的多级离心泵，在一些较深的油井为了将线路的故障降低，会将普遍采用的工频电压调成660 V或者高一级的1 000 V的级别。

在潜油电泵的配电箱中，中压变频器一般采用的是二极管三电平变频调速技术。在变频调速系统中主要包括控制监测、频率生成、电压波形数据存储以及变换输出四部分。

变频系统的工作原理为：在油田开采中，系统根据分析的实际情况，由控制监测的单片机选择出最优的电压和频率，并将这些数据的地址传送给定时器和数据存储器，定时器将数据进行输出，并按照一定的顺序去控制晶体管的开关，实现平稳输出电平的目标。

2 技术特点

（1）潜油电泵中变频器采用的是二极管三电平变频调速技术，在运行的过程中稳定可靠，并且使用的核心器件价格低廉，性价比高，在使用中出现故障的概率低。

（2）选用的变频器能够在启动时消除产生的启动冲击电流，保证将潜油电泵在启动时产生的冲击电流控制在150%范围之内。在启动开始时，电动机转速的提升还会导致频率发生变化，而使用变频器能将产生的反电势降低，使电动机在启动时发生故障机率降低。

（3）通过变频调速技术能够有效地降低油压，从而降低电潜泵的电压，保证潜油电泵的正常工作，并且变频调速技术还能根据井下的环境自动地调节出油量，保证油井处于正常的工作状态。经过调频变速后，系统轻载和重载的功率会大大降低，有明显的节能效果。

（4）变频调速技术现在都是通过电脑进行智能控制，能根据油田的实际环境自动调整，大大提升了系统的自动化程度，并能实现油田生产的最优控制。变频调速对于贫油的油井来说，能够通过连续的生产，减少停井的次数，达到节能增产的效果；而对于那些含砂的油井，通过变频调速能减少卡泵的次数，并通过反转排砂增加油泵的使用寿命；对于稠油油井，也可以智能地调整速度，降低潜油泵的功率，获得可观的效果和产量。

（5）变频调速技术能够有效地减少电动机的发热量，延长电动机的使用寿命，减轻潜油泵各个部件的磨损，降低潜油泵的维修成本。应用变频调速技术，潜油泵的维修周期由原来的三到六个月，延长到一至两年。通过降低维修成本，延长使用寿命，让潜油泵在最优的状态下运行，使得潜油泵的采油系统效率得到提升。

3 技术应用

在安装变频器的油田中，潜油泵输出频率上升的幅度都能通过变频器进行调节，使得电动机能够稳定地切割旋转的磁场，将电流控制在安全的范围内。此时对机械的撞击大大减轻，使得之前一直存在的水锤效应减小甚至是消失。使用变频器后，机泵的转速降低，每个叶片承受的应力减小，机泵的磨损也就相应地降低，机泵的使用寿命大大延长。在潜油泵运行时，产生的机械噪音也明显降低，改善了井下工人的工作环境。在安装变频器后，自动变频逐渐取代了手动调频，这就大大降低了油田操作人员的工作量，将工人的劳动强度降到最低；同时机械的耗电量大大降低，油田对机械的耗电支出大大减少。

（栏目主持 关梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.052