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    引言

    IPC變頻器由加拿大 Albert 油田設計院設計，美國 Smart Chip 公司生產。中國市場由深圳加能電子有限公司二次開發和推廣應用。

    新型IPC回饋變頻一體機是完全從油田使用者的角度出發并適應油田生產實際而新開發的油田專用變頻器，具有寬廣的氣候變化適應性、強大的保護功能、極簡單的操作，是油田生產首選產品。

    項目簡介

    鞍山市新興石油設備廠與深圳加能電子有限公司在變頻領域的合作，開發了新型IPC-MD回饋變頻一體機，并在遼河油田七個采油廠應用近1000臺，效果顯著名列中石油推薦產品。

    從生產實際角度出發，我將全方位的闡釋新型IPC-MD的特性：

    問題1：我國石油生產過程中，很多井都將出現供液不足或機械阻力變化，從而導致動平衡不穩定的特點。

    解決方法：

    從兩個方面解決：啟動和運行。

    頻率從0Hz～設定頻率啟動時，由于交流阻抗變小而直流電阻不變，低速下產生的轉矩有不足傾向，因此在低頻時給定V/f，使輸出電壓提高一些，以便獲得一定的轉矩，這種補償稱增強啟動。有自動進行、選擇V/f模式或調整電位器方法。

    運行過程中的不平衡可以表現為無規則發電和電動，新型IPC可以適時的將能量回饋到電網。

    問題2：油井生產過程中勢必遇到改變沖次甚至為達到增產超工頻運行。

    解決方法：

    一改老式用皮帶輪改變沖次的方法，始終擺脫不了有級調沖次，調節不方便有時更達不到預期效果，新型IPC有3種方式可以達到改沖次調液量。

    ⑴、 動態調整抽油機的轉速，可無級調節抽油機的沖次。

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

    ⑶、 快速抽取：在機械轉矩承受范圍之內，新型IPC變頻器頻率可調至75Hz，沖次上調范圍120%，單位時間內節能效果非常顯著（選擇部分采油廠的數據）。見表1

                                              表1

     

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

    問題3：能耗制動與回饋制動的區別，回饋電能的是否會對電網產生沖擊?

    解決方法：

    能耗制動是將抽油機勢能轉化電能的能量以電阻散熱的方式消耗掉，而回饋制動是將這部分能量回饋到電網重復使用。

    國內唯一一款回饋變頻一體機，完美的節能增效方式。它包容了能夠節約的電能和再生電能回收功能，較理想、較徹底的一次性實現了抽油機節能增效項目的改造。回饋到電網的電能經過濾波、消諧、PWM等一系列處理，使得重復再用的能量得到凈化，進而改善了電網。相對意義上講，二次資源得到了再生。

    問題4：抽油機負載變化頻繁是否會影響到IPC變頻器的正常工作?

    解決方法：

    強大的故障報警系統及系統自檢功能，可以減小變頻器及電機的損壞幾率，在第一次故障報警后，變頻器會自動檢測故障原因，消除后會自動進行二次啟動，如果再次發生故障變頻器會連續進行3次自動檢測并3次啟動嘗試。仍無法自動排除故障，變頻器會自動切旁路（即工頻）運行，保證抽油機的正常工作。

        

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

                            

                                    操作界面圖片

    功能介紹

    本數字式操作器上并無按鍵操作能迫使變頻器進入運行狀態，變頻器的運行必須通過控制端子1ST、2ST、EXT其中之一與COM短接才能實現，所以變頻器的運行監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。

    在運行監控模式，數字式操作器有兩個功能：

    功能1：修改上沖程與下沖程的設定頻率。

    功能2：觀察變頻器運行變量如輸出頻率、輸出線電流、直流母線電壓等。

    作為顯示的發光半導體二極管（LED）排列如圖5-2所示：

                      

                           圖5-2：發光半導體二極管（LED）排列圖

    1.運行監控模式下的按鍵操作

    當變頻器初次進入運行監控模式，數字式操作器顯示變頻器實際輸出頻率。例如當前輸出頻率為33.66Hz，顯示如下：

                        

    注意：變頻器記憶上次斷電前所設定的頻率，以該值作為本次上電后的設定頻率，除非在本次變頻器進入運行監控模式前，使用者修改了設定頻率（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，先修改了設定頻率）。

    問題6：IPC變頻器經濟效益分析

    計算方法：

    1、 需要改變沖次更換皮帶輪，單井更換一次作業時間最快為1個小時，勢必影響一個小時的產量，以0.5t原油計算：0.5t×3000元=1500元，一年不定期需要改變5～10次，直接造成經濟損失7500～15000元不等。

    2、 IPC變頻器具有“上快下慢”功能可以預防砂卡事故發生。砂卡作業時間為5～7天，費用在3萬元左右，牽涉人力物力相當多，最主要耽誤5～7天的產量，一天取10噸液（含油30%）計算，即3噸原油，一噸原油取3000元計算：3×5×3000=45000元。

    3、 筆者選舉遼河油田曙光采油廠作業1區為例，此區生產井總數為550口，目前應用IPC變頻器為101臺，平均有功節電率為：20.93%，平均綜合節電率為25.49%。（中國石油天然氣股份有限公司油氣節能監測中心檢測報告編號為：D2008-051），工頻平均日耗電為267KWh/d，變頻平均日耗電為211KWh/d，日累計節電為56KWh/d，56×0.5元×300天=8400元，101臺總節約：101臺×8400元=848400元。

    綜合以上幾條節能計算，單井每年節約資金7萬元。合理使用的情況下，當年就可以收回投資，其經濟效益相當可觀。

    結束語

    IPC變頻器做為國內唯一一款回饋變頻一體機一直引領國內變頻器技術，不斷的自我更新，并吸取現場大量的生產經驗在產品的實際應用中探索，已經應用到油田生產中的ZJB油田增效節能控制裝置、全閉環注水泵變頻、螺桿泵全閉環變頻、智能抽油機間抽、聯合站整體泵房改造等等系列產品，取得了油田生產者的廣大好評。