变频调速在潜油电泵中的应用方案

　　近十年来，交流变频装置从小容量到大容量，从简单的开环系统到复杂的闭环系统，人们在不断地尝试应用并已享受它给人类社会带来的巨大益处。它做为调速装置应用于很易使用又不方便调速的交流电机上，无论是从工艺要求还是电气节能的需要，都在改变以往交流机不易调速的状况。

　　同样，潜油电泵做为油田深井抽油机的动力，无论出自于工艺的要求，还是节电的需要，使用变频调速技术驱动，都感到大有益处。但由于过去所用的技术方案不甚理想，故应用面尚不太广。本公司目前采用的技术方案是目前世界上的先进技术，具有较好的应用前景。

　　1.1 潜油电泵采用变频技术调速驱动是其最佳传动方案

　　潜油电泵是油井井下工作的多级离心泵，是一种较新的机械采油设备之一。油泵是长期连续工作于2～3km井下高温、强腐蚀的恶劣环境中，由于深入油层，故工作效率较高，近年来油田应用愈加广泛。其功率均不太大，一般在55～75kW之间，由于油井较深，为降低线路压降，故其拖动电机没有采用工频而一般设计为 1000伏级。该电压属中压范畴，不高也不低。若降低电压，则线路压降太大，电机低效无法正常工作。若提高电压，线路压降虽小，但供电线路电缆及电机的绝缘问题突出，故障率高，维护困难，可靠性下降。因此，目前国内大部分油田采用的多是1140伏潜油电泵。随着油井深度的增加，少量深井开始使用上至 2300V的潜油电泵。

　　据调查结果，常见的主要问题是：

　　A、上电启动时冲击电流大，分布电感使系统内反压过高，经常造成系统多部分绝缘损伤。

　　B、由于油井地质状况变化较大，而电泵设计余量又往往偏大，尤其是井下液量不足时，泵产生的油压过高，故缩短泵的使用寿命，其维修及更换几率增加。

　　为解决上述问题，必须对油泵电机进行调速控制。采用交流变频调速是目前最理想的措施。其因如下：

　　A、变频器具备软启动功能，在启动过程中，电机转速随着频率变化而接近同步状态升速，故反电势及冲击电流很小，绝缘易受破坏的问题出现几率较低。

　　B、无论重载或轻载，系统的功率因数均较高，尤其在小负载状态，无功功率大大减小，具有明显的节电效果。

　　C、可按油井当前状况调节出油量，使油井工作在最佳状态。降低故障率的同时提高工作效率。

　　D、亦可组成压力、温度闭环系统，提高自动化程度及实现最佳控制。采用变频调速后，对于富油油井，可以增产;对于贫油油井可以做到连续生产且减少停井次数并达到节能的目的;对含砂油井，可以减少卡泵次数，并可反转排砂，延长电泵寿命;对于含气油井，可提高转速减少油气分离不佳所致的气锁现象出现而增产增效;对于含蜡油井，可减少结蜡、结垢而降低管路堵塞次数;对于稠油油井，可低速大功率运行，减少停井次数并获得可观的节能效果。