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    引言

    IPC變頻器由加拿大 Albert 油田設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，美國 Smart Chip 公司生產(chǎn)。中國市場由深圳加能電子有限公司二次開發(fā)和推廣應(yīng)用。

    新型IPC回饋?zhàn)冾l一體機(jī)是完全從油田使用者的角度出發(fā)并適應(yīng)油田生產(chǎn)實(shí)際而新開發(fā)的油田專用變頻器，具有寬廣的氣候變化適應(yīng)性、強(qiáng)大的保護(hù)功能、極簡單的操作，是油田生產(chǎn)首選產(chǎn)品。

    項(xiàng)目簡介

    鞍山市新興石油設(shè)備廠與深圳加能電子有限公司在變頻領(lǐng)域的合作，開發(fā)了新型IPC-MD回饋?zhàn)冾l一體機(jī)，并在遼河油田七個(gè)采油廠應(yīng)用近1000臺(tái)，效果顯著名列中石油推薦產(chǎn)品。

    從生產(chǎn)實(shí)際角度出發(fā)，我將全方位的闡釋新型IPC-MD的特性：

    問題1：我國石油生產(chǎn)過程中，很多井都將出現(xiàn)供液不足或機(jī)械阻力變化，從而導(dǎo)致動(dòng)平衡不穩(wěn)定的特點(diǎn)。

    解決方法：

    從兩個(gè)方面解決：啟動(dòng)和運(yùn)行。

    頻率從0Hz～設(shè)定頻率啟動(dòng)時(shí)，由于交流阻抗變小而直流電阻不變，低速下產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩有不足傾向，因此在低頻時(shí)給定V/f，使輸出電壓提高一些，以便獲得一定的轉(zhuǎn)矩，這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)啟動(dòng)。有自動(dòng)進(jìn)行、選擇V/f模式或調(diào)整電位器方法。

    運(yùn)行過程中的不平衡可以表現(xiàn)為無規(guī)則發(fā)電和電動(dòng)，新型IPC可以適時(shí)的將能量回饋到電網(wǎng)。

    問題2：油井生產(chǎn)過程中勢必遇到改變沖次甚至為達(dá)到增產(chǎn)超工頻運(yùn)行。

    解決方法：

    一改老式用皮帶輪改變沖次的方法，始終擺脫不了有級(jí)調(diào)沖次，調(diào)節(jié)不方便有時(shí)更達(dá)不到預(yù)期效果，新型IPC有3種方式可以達(dá)到改沖次調(diào)液量。

    ⑴、 動(dòng)態(tài)調(diào)整抽油機(jī)的轉(zhuǎn)速，可無級(jí)調(diào)節(jié)抽油機(jī)的沖次。

    ⑵、 “上快下慢”，改變抽油機(jī)上下行運(yùn)行速度，上行“快”減少泵內(nèi)的漏失系數(shù)，下行“慢”增加泵內(nèi)的充盈系數(shù)。（自噴井反之“上慢下快” ）分手動(dòng)設(shè)定和自動(dòng)運(yùn)行兩種方式，自動(dòng)運(yùn)行在變頻器內(nèi)部輸入額定沖次，通過采集電機(jī)的電流參數(shù)，變頻器自動(dòng)設(shè)定上下行加速時(shí)間。

    ⑶、 快速抽取：在機(jī)械轉(zhuǎn)矩承受范圍之內(nèi)，新型IPC變頻器頻率可調(diào)至75Hz，沖次上調(diào)范圍120%，單位時(shí)間內(nèi)節(jié)能效果非常顯著（選擇部分采油廠的數(shù)據(jù)）。見表1

                                              表1

     

    從表1中可以看出降低產(chǎn)液單耗的同時(shí)提高了產(chǎn)液量,充分說明了泵效得到了提高。

    問題3：能耗制動(dòng)與回饋制動(dòng)的區(qū)別，回饋電能的是否會(huì)對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊?

    解決方法：

    能耗制動(dòng)是將抽油機(jī)勢能轉(zhuǎn)化電能的能量以電阻散熱的方式消耗掉，而回饋制動(dòng)是將這部分能量回饋到電網(wǎng)重復(fù)使用。

    國內(nèi)唯一一款回饋?zhàn)冾l一體機(jī)，完美的節(jié)能增效方式。它包容了能夠節(jié)約的電能和再生電能回收功能，較理想、較徹底的一次性實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)節(jié)能增效項(xiàng)目的改造。回饋到電網(wǎng)的電能經(jīng)過濾波、消諧、PWM等一系列處理，使得重復(fù)再用的能量得到凈化，進(jìn)而改善了電網(wǎng)。相對意義上講，二次資源得到了再生。

    問題4：抽油機(jī)負(fù)載變化頻繁是否會(huì)影響到IPC變頻器的正常工作?

    解決方法：

    強(qiáng)大的故障報(bào)警系統(tǒng)及系統(tǒng)自檢功能，可以減小變頻器及電機(jī)的損壞幾率，在第一次故障報(bào)警后，變頻器會(huì)自動(dòng)檢測故障原因，消除后會(huì)自動(dòng)進(jìn)行二次啟動(dòng)，如果再次發(fā)生故障變頻器會(huì)連續(xù)進(jìn)行3次自動(dòng)檢測并3次啟動(dòng)嘗試。仍無法自動(dòng)排除故障，變頻器會(huì)自動(dòng)切旁路（即工頻）運(yùn)行，保證抽油機(jī)的正常工作。

        

                                               電氣原理圖
 
    問題5：油田工人對變頻器的操作要求，只需要認(rèn)真閱讀操作說明和產(chǎn)品說明書

                            

                                    操作界面圖片

    功能介紹

    本數(shù)字式操作器上并無按鍵操作能迫使變頻器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，變頻器的運(yùn)行必須通過控制端子1ST、2ST、EXT其中之一與COM短接才能實(shí)現(xiàn)，所以變頻器的運(yùn)行監(jiān)控模式定義為變頻器上電初始化完畢以后，而且1ST、2ST、EXT其中之一與COM短接，變頻器所處的正常狀態(tài)。

    在運(yùn)行監(jiān)控模式，數(shù)字式操作器有兩個(gè)功能：

    功能1：修改上沖程與下沖程的設(shè)定頻率。

    功能2：觀察變頻器運(yùn)行變量如輸出頻率、輸出線電流、直流母線電壓等。

    作為顯示的發(fā)光半導(dǎo)體二極管（LED）排列如圖5-2所示：

                      

                           圖5-2：發(fā)光半導(dǎo)體二極管（LED）排列圖

    1.運(yùn)行監(jiān)控模式下的按鍵操作

    當(dāng)變頻器初次進(jìn)入運(yùn)行監(jiān)控模式，數(shù)字式操作器顯示變頻器實(shí)際輸出頻率。例如當(dāng)前輸出頻率為33.66Hz，顯示如下：

                        

    注意：變頻器記憶上次斷電前所設(shè)定的頻率，以該值作為本次上電后的設(shè)定頻率，除非在本次變頻器進(jìn)入運(yùn)行監(jiān)控模式前，使用者修改了設(shè)定頻率（即變頻器上電初始化完畢后，在控制端子1ST、2ST、EXT之一與COM短路前，先修改了設(shè)定頻率）。

    問題6：IPC變頻器經(jīng)濟(jì)效益分析

    計(jì)算方法：

    1、 需要改變沖次更換皮帶輪，單井更換一次作業(yè)時(shí)間最快為1個(gè)小時(shí)，勢必影響一個(gè)小時(shí)的產(chǎn)量，以0.5t原油計(jì)算：0.5t×3000元=1500元，一年不定期需要改變5～10次，直接造成經(jīng)濟(jì)損失7500～15000元不等。

    2、 IPC變頻器具有“上快下慢”功能可以預(yù)防砂卡事故發(fā)生。砂卡作業(yè)時(shí)間為5～7天，費(fèi)用在3萬元左右，牽涉人力物力相當(dāng)多，最主要耽誤5～7天的產(chǎn)量，一天取10噸液（含油30%）計(jì)算，即3噸原油，一噸原油取3000元計(jì)算：3×5×3000=45000元。

    3、 筆者選舉遼河油田曙光采油廠作業(yè)1區(qū)為例，此區(qū)生產(chǎn)井總數(shù)為550口，目前應(yīng)用IPC變頻器為101臺(tái)，平均有功節(jié)電率為：20.93%，平均綜合節(jié)電率為25.49%。（中國石油天然氣股份有限公司油氣節(jié)能監(jiān)測中心檢測報(bào)告編號(hào)為：D2008-051），工頻平均日耗電為267KWh/d，變頻平均日耗電為211KWh/d，日累計(jì)節(jié)電為56KWh/d，56×0.5元×300天=8400元，101臺(tái)總節(jié)約：101臺(tái)×8400元=848400元。

    綜合以上幾條節(jié)能計(jì)算，單井每年節(jié)約資金7萬元。合理使用的情況下，當(dāng)年就可以收回投資，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

    結(jié)束語

    IPC變頻器做為國內(nèi)唯一一款回饋?zhàn)冾l一體機(jī)一直引領(lǐng)國內(nèi)變頻器技術(shù)，不斷的自我更新，并吸取現(xiàn)場大量的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)在產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用中探索，已經(jīng)應(yīng)用到油田生產(chǎn)中的ZJB油田增效節(jié)能控制裝置、全閉環(huán)注水泵變頻、螺桿泵全閉環(huán)變頻、智能抽油機(jī)間抽、聯(lián)合站整體泵房改造等等系列產(chǎn)品，取得了油田生產(chǎn)者的廣大好評。