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C2000变频器在地面直驱螺杆泵上的应用分析

C2000变频器在地面直驱螺杆泵上的应用分析

点击数:7548 次   录入时间:03-04 11:53:39   整理:http://www.55dianzi.com   应用案例

地面直驱螺杆泵采油系统以其结构简单、噪音小、耗能低、投资少、使用方便、维修方便等特点,成为一种有效的机械采油设备。本文以台达C2000变频器为控制中心,详细介绍了变频器在螺杆泵运行和停止过程中的应用方法,同时结合电气控制原理,合理解决了直驱螺杆泵的反转难题,使得系统运行更加可靠稳定。

    1前言

    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,其中螺杆泵式抽油机近些年发展迅猛,是一种适用于高粘度、高含砂、高气油比原油开采的机械采油设备,螺杆泵抽油机作为一种简单、高效、经济节能的人工举升方式,在稠油与含砂含水原油的开采中得到了广泛的应用。

    螺杆泵采油系统又分为地面驱动型和井下驱动型,其中地面直驱螺杆泵在井下采用普通螺杆泵,在井口驱动,结构简单,技术成熟,目前国内各油田的螺杆泵多采用此种驱动方式。地面直驱螺杆泵采用永磁同步电机驱动,配备台达C2000高阶磁束向量通用型变频器,停机时采用变频器与外接电阻两级制动,整个系统简单紧凑,运行可靠,达到了很好的节能效果。

    2直驱螺杆泵系统组成与工作原理

    地面直驱螺杆泵系统作为一种优秀的人工举升方式,在稠油井、携砂采油井上显示出比其它采油方式更加明显的优越性。

    2.1系统组成

    地面直驱螺杆泵系统由井底螺杆泵、抽油杆柱、抽油杆扶正器及地面驱动系统等组成。工作时,由地面动力带动油杆柱旋转,连接于抽油杆底端的螺杆泵转子随之一起转动,井液经螺杆泵下部吸入,由上端排出,并从油管流出井口,再通过地面管线输送至计量站。

    2.2工作原理

    螺杆泵是靠空腔排油,即转子与定子间形成的一个个互不连通的封闭腔室,当转子转动时,封闭空腔沿轴线方向由吸入端向排出端方向运移。封闭腔在排出端消失,空腔内的原油也就随之由吸入端均匀地挤到排出端。同时,又在吸入端重新形成新的低压空腔将原油吸入。这样,封闭空腔不断地形成、运移和消失,原油便不断地充满、挤压和排出,从而把井中的原油不断地吸入,通过油管举升到井口。   

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    3直驱螺杆泵反转特性

    螺杆泵在失去外力驱动或停机时存在反转问题,造成螺杆泵反转一般有两个原因:一个是在螺杆泵工作时,传动电机的力矩通过近千米的抽油杆传递到泵体上,抽油杆必然产生弹性变形和一个扭转角,进而储存弹性能量,当驱动电机没有驱动力矩时,抽油杆就会带动机械系统反方向扭转;另一个是驱动系统停机时,由于油套管内存在液位差,近千米的油液受到重力作用会从油管内回落,液面的压力也会使螺杆泵转子产生反转。

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