TECO东元电机-东元变频器-teco东元电机股份有限公司官网

【摘要】游梁式抽油機以其結構合理、噪音小、使用方便、維修方便等特點，是油田應用最廣泛的機械采油設備。本文以臺達C2000變頻器為控制中心，詳細介紹了變頻器在游梁式抽油機上運行和停止過程中的應用方法，同時結合電氣控制原理，使得控制系統運行更加可靠穩定。

【Abstract】The beam-pumping unit with characteristics of reasonable structure, low noise, convenient use, convenient repair, is the most widely used in mechanical oil recovery equipment. Take the Delta C2000 inverter as the control center, this paper introduces the application of inverter in beam-pumping unit for running and stopping process, combined with the principle of electrical control, the control system will be more reliable and stable.

【關鍵字】游梁式抽油機;C2000變頻器;三相異步電機;工變頻自動切換

【Keywords】beam-pumping unit; C2000 Inverter; triple-phase asynchronous motor; variable frequency and power frequency switching

目前國內最常用的抽油機種類有游梁式抽油機、塔架式抽油機和螺桿泵式抽油機三種，其中游梁式抽油機作為一種簡單、高效、操作方便的抽油設備，在各種含砂、含氣、含水原油的開采中得到了廣泛的應用。

某油田約有7萬口采油井，其中游梁式抽油機數量高達近6萬口，新建的采油廠作為油田的試驗型井田配備了臺達C2000高階磁束向量通用型變頻器，采用工變頻自動切換的方式，使整個控制系統簡單緊湊，運行可靠，達到了很好的節能效果。

1 游梁式抽油機的組成與工作原理

游梁式抽油機俗稱“磕頭機”，通過加壓的辦法使石油出井，其作為一種廣泛的采油方式，在富油井、貧油井、稀油井、稠油井上都體現出了卓越的性能。

1.1 系統組成

游梁式抽油機主要由游梁—連桿—曲柄機構、減速箱、動力設備和輔助裝備等四大部分組成。

工作時，電動機的傳動經變速箱、曲柄連桿機構變成驢頭的上下運動，驢頭經光桿、抽油桿帶動井下深井泵的柱塞作上下運動，從而不斷地把井中的原油抽出井筒，再通過地面管線輸送至計量站。

1.2 工作原理

當抽油機上沖程時，油管彈性收縮向上運動，帶動機械解堵采油器向上運動，撞擊滑套產生振動;同時，正向單流閥關閉，變徑活塞總成封堵油，當抽油機下沖程時，油管彈性伸長向下運動，帶動機械解堵采油器向下運動，撞擊滑套產生振動;同時，反向單流閥部分關閉，變徑活塞總成仍然封堵油套環形油道，使反向單流閥下方區域形成高壓區，這一運動又對地層內的油流通道產生一種反向的沖擊力。

圖1 抽油機工作原理示意圖

2 游梁式抽油機的節電技術

抽油機的節電技術通常采用變頻調速控制，這樣可以改變抽油機長期處于低效做功的狀態，使其工作方式與油井實際負荷相匹配，保證每次都抽油，減少低效甚至無效抽取，從而降低電費開支，減少維護成本，提高運行效率。

變頻器具有軟起動功能，起動時電流較小，對電網沖擊小，起動時能耗大為降低，同時減少了對電動機、變速箱、抽油機等大機械的沖擊，延長了相關設備的使用壽命。

引進變頻器控制可實現對設備上、下行程運行頻率可調，以改變抽油機上、下行程的運行速度，達到了滿足泵效的情況下耗用最少的電能。

由于抽油機下行時負載性質為位勢負載，變頻器加裝制動電阻后恰能適應其工況。

圖2抽油機

3 系統設計

臺達C2000變頻器通過VF模式控制三相異步電動機，當變頻器出現故障停機時，變頻器結合控制柜電氣結構會自動將控制狀態從變頻切為工頻，保證抽油機不停機。同時，在抽油機下行沖程時，變頻器結合外部制動電阻，將回生能量合理釋放。

C2000變頻器與國產某品牌數據采集遠傳器相連接，將電機的運行工況、電流、轉矩等數據遠傳到中控室內。