抽油機泵效提升qc

A. 抽油機泵效是什麼意思

抽油泵的實際排量與理論排量比值的百分數，就是泵效。如一台泵理論排量如果是每天100噸液量，實際只能抽出50噸液量，則泵效就是50％。

泵效的計算公式為：η=Q液 / Q理×100% 式中η為深井泵效；Q液為油井實際產量（噸/日）；Q理為泵的理論排量（噸/日） ，泵效的高低反映了泵性能的好壞及抽油參數的選擇是否合適。

B. 什麼叫泵效環

抽油機井的實際產液量與泵的理論排量的比值叫做泵效。其計算公式為：η=Q液 / Q理×100% 式中η為深井泵效；Q液為油井實際產量（噸/日）；Q理為泵的理論排量（噸/日） ，泵效的高低反映了泵性能的好壞及抽油參數的選擇是否合適。影響泵效的因素有三個方面：(1)地質因素：包括油井出砂、氣體過多、油井結蠟、原油粘度高、油層中含腐蝕性的水、硫化氫氣體腐蝕泵的部件等；(2)設備因素：泵的製造質量，安裝質量，襯套與活塞間隙配合選擇不當，或凡爾球與凡爾座不嚴等都會使泵效降低。(3)工作方式的影響：泵的工作參數選擇不當也會降低泵效。如參數過大，理論排量遠遠大於油層供液能力，造成供不應求，泵效自然很低。沖次過快會造成油來不及進入泵工作筒，而使泵效降低。泵掛過深，使沖程損失過大，也會降低泵效。
在水泵工作過程中，泵內流動的水受到其與流道和泵葉輪表面的摩擦以及水本身粘度的影響，泵所消耗的能量主要用於抵抗水表面的流動摩擦力及渦流阻力。水在流動過程中所消耗的能量(水頭損失)就是用來克服內摩擦力和水與設備界面的摩擦力。如果泵、葉輪表面光滑(這種表面稱為水力光滑表面)表面阻力較小，消耗能量就小。在水泵過流面和葉輪上噴塗高分子材料，使其表面形成水力光滑表面，超光滑表面塗層表面光潔度是經過拋光後不銹鋼的20倍，這種極光滑的表面減少了泵內流體的分層，從而減少泵內部紊流，降低了泵內的容積損失和水力損失，降低了電耗，達到降低水流阻力損失的目的，從而提高水泵的水力效率，同時在一定程度上也可提高機械效率和容積效率。塗層分子結構的緻密性，能隔絕空氣、水等介質和水泵葉輪母材的接觸，最大程度減少電化學腐蝕及銹蝕。另外，高分子復合材料本質是高分子聚合物，具有抗化學腐蝕性，可以提高泵的抗腐蝕性，能大大增強泵抵抗沖蝕和抗腐蝕能力。由於具備良好的耐磨及抗沖擊性能，因此當細微的固體顆粒介質與泵進行接觸和沖擊時，可以起到很好的抗磨和緩沖作用。

C. 1影響抽油機井泵效的主要因素有哪些

考慮1沉沒度 2含氣量含氣液體的體積收縮 3漏失 4油層性質和油井工作制度方面

D. 影響泵效的因素和提高泵效的措施有哪些

影響泵效的因素及提高泵效的措施如下：
泵效是指抽油機井的實際產液量與深井泵理論排量的比值。實際產量以單獨量油為依據， 深井泵的理論排量是沖程乘以沖數再乘以柱塞面積。是衡量深井泵工作狀況好壞的一項重要指標。在 實際生產中存在影響深井泵泵效因素很多，如各種漏失、氣體影響、泵充不滿和各種沖程損失等因素 ，油井實際產量都小於泵的理論排量，泵效一般都小於1，當油井連抽帶噴時泵效也可能大於l，此時 泵效不能代表深井泵的實際工作效率，而只能說明油井的生產狀況。深井泵泵效達到70％屬於高效， 一般只有30％～50％，甚至更低，泵深越深、動液面越低和沉沒度越小，深井泵泵效相對更低一些。
影響泵效因素 主要因素有兩方面：
(1)沖程損失。載荷變化使抽油桿和油管產生彈性變形，造成光桿開始位移而柱塞還沒有位移，或 光桿開始位移由於抽油桿彎曲造成柱塞沒有位移等原因造成的柱塞沖程小於光桿沖程，稱為沖程損失 。
(2)無效沖程。柱塞雖然已經發生位移，但沒有產生抽汲作用的這部分沖程，主要有以下4方面：
①漏失對深井泵泵效的影響：主要表現在深井泵柱塞與泵筒的配合間隙不合理造成漏失量過大， 深井泵零部件磨損或腐蝕形成的漏失，以及油管漏失等因素降低泵效。
②閥動作失靈對深井泵泵效的影口向：磁化或異物以及井斜影響閥的正常動作等因素降低了泵效 。
③充不滿對深井泵泵效的影響：沉沒度過低、進油速度慢或井液黏度過高、進油通道阻力過大造 成深井泵吸人過程充不滿，降低了泵效。
④氣體影響對深井泵泵效的影響：抽汲過程泵筒中存在游離氣，當柱塞從下死點上行時，氣體膨 脹，泵筒內壓力緩慢下降，直到泵筒壓力低於沉沒壓力時固定閥才能打開，開始進油。當柱塞由上死 點下行時，氣體受壓縮，泵筒壓力緩慢上升，直到泵內壓力高於柱塞以上液柱壓力時游動閥才能打開 ，開始排油，這些現象直接影響深井泵泵效。當泵筒游離氣越多或深井泵余隙體積越大，氣體影響越 嚴重。
提高深井泵泵效措施提高實際產量或降低理論排量都可以提高泵效。主要有三個方面：
(1)從油層著手，保證油層有足夠的供液能力，使深井泵的生產能力與油層供液能力相適應是保證 高泵效的前提。
(2)在井簡方面採取措施，使抽油系統在理論排量不變的情況下提高系統生產能力，從而提高實際 產量，進而提高深井泵泵效。一般採取的措施有：選擇合理的抽汲參數(泵徑、沖程、沖數)，增大柱 塞沖程；確定合理沉沒度、改善泵的結構減少液流阻力，提高泵的充滿系數；提高抗磨、抗腐蝕等性 能，減少泵的漏失；使用油管錨減少沖程損失；合理利用氣體能量控制合理套管壓力；使用氣錨減少 氣體影響。
(3)在前面兩方面都合理的情況下，改小抽汲參數降低理論排量可提高深井泵泵效。

E. 抽油機銘牌的字母及數字的解釋含義

抽油來機井各項技術指標 （一自）抽油機載荷利用率 指抽油機實際懸點最大載荷 與抽油機銘牌最大載荷的比值。 （二）電動機功率利用率 指電動機銘牌功率利用程度，是實際輸入電功率與電動機銘牌額定功率的比值。 （三）扭矩利用率 指抽油機曲柄軸實際扭矩與抽油機銘牌額定扭矩的比值。 （四）沖程利用率 指抽油機實際沖程與抽油機銘牌最大沖程的比值。 （五）沖次利用率 表示抽油機實際沖次與抽油機銘牌最大沖次的比值。 （六）泵效 泵效是在一定沖程、沖次下，泵的理論排量與實際排量的比值。 （七）栓泵周期（油井免修期） 指兩次換泵相隔天數， 也就是說上次檢泵後開抽之日起， 到最近一次檢泵停抽之日止的 天數。油井免修期越長，說明管理水平越高。 （八）躺井 正常生產井因為抽油桿斷脫，泵及油管漏失]卡泵、抽油設備故障及停電、集輸故障等 造成油井突然停產，在 24h 內不能恢復生產的抽油井屬於躺井范圍（不包括有計劃 的作業 檢泵、電路檢修等） 。 （九）沉沒度 泵掛深度減去油井動液面深度。

F. 抽油泵的泵效怎計算

泵實際流量除以泵設計流量

G. 抽油機的改型發展

塔架式數控抽油機屬於「長沖程、低沖次」機電一體化的抽油機，是現代機械製造技術、控制技術、功率電子技術與機電一體化技術集成創新的完美結合它採取控制系統驅動電機運行，通過組合減速傳動使抽油機的動力源和終端負載作換向運動，拖動抽油桿上下反復運行，抽油桿和配重形成了天平式的平衡，相互不斷地交換儲存和釋放勢能的過程，實現了運行時的平衡，使機械效率達到90%以上，無功損耗接近於零，起到了四兩撥千斤的效果，與常規抽油機相比節能效果達到30~70%，解決了常規抽油機機械效率低、難以實現長沖程和高耗能的難題。
塔架式數控抽油機的主要特點是：1. 採用牢固耐用的組合減速傳動系統，結合工業電腦數字化控制的永磁同步制動電機技術，實現了柔性啟動、加速、減速、超低速運行，避免了抽油機在換向啟動時的機械沖擊，做到了抽油機只保養無大修，延長了抽油機的使用壽命。
2. 採用簡練機身，最大限度的利用空間位置，突破了常規抽油機最大沖程和最低沖次的局限，最大沖程可達8米、最低沖次0.5次。擴大了抽油機的使用范圍，擴展了抽油機的使用范圍，特別適合中高含水期大排量、深井、稠油井的重載強抽；延長了抽油桿、抽油泵的使用壽命，適合了當今大排量、低滲透、稠油井、深井的不同開採的需要。3. 運用變頻調速和程序自動控制技術，變傳統機械式抽油為現代智能化採油，運行效率高、能耗少、使用可靠，一舉將傳統的機械採油裝備帶入了電子時代。採用無線遙控操作，液晶屏數字顯示，清晰可見，調整參數（沖程、沖次）簡便易行，無級分別調整上下沖程的沖次。可根據井下工況隨時改變參數，達到最大泵效及工藝的要求。
4. 獨特的配重設計，能輕松、迅速地完成調整平衡的作業。
5. 可靠的安全保障，運行時運動件與人隔離；操作機器與高壓電隔離；調平衡時配重塊落地調整安全無憂，電腦全方位監控抽油機運行，具有過載、失載、缺相等多種保護功能並有自動起機、不平衡報警、停機、顯示故障原因、歷史故障記錄等保護功能。
6. 牢固耐用使用方便。抽油機裝卸載、調防沖距上提下掛、碰泵等不用輔助設備即可完成。
大慶油田採油十廠五礦自2007年至今已有108台塔架式數控抽油機投產運行，平均運行功率1kw左右，維護簡單、方便。 機械舉升採油方式是目前大慶油田的最主要的、也是應用最為廣泛的是採油方式。在機械舉升工藝中，抽油機-深井泵採油是應用井數最多的舉升工藝。在本章節中，重點介紹抽油機-深井泵採油的基礎理論、技術發展、測試技術以及節能新技術的應用。
抽油機-深井泵抽油裝置及基礎理論計算
抽油機-深井泵採油方式，簡稱為抽油機採油方式。本節介紹的主內容是抽油機裝置的構成，抽油機技術的發展以及抽油機舉升工藝的基礎理論。
抽油機-深井泵抽油裝置
抽油機-深井泵抽油裝置 是指由抽油機、抽油桿、深井泵組成的抽油系統。它藉助於抽油機曲柄連桿機構的運動，將動力機（一般為電動機）的旋轉運動轉變為光桿的上下往復運動，用抽油桿帶動深井泵柱塞進行抽油。
（一）抽油機
抽油機是抽油機-深井泵抽油系統中的主要地面設備。游梁式抽油機主要由游梁-連桿-曲柄機構、減速箱、動力設備、輔助設備等四大部份組成。工作時，動力機將高速旋轉通過皮帶和減速箱傳給曲柄軸，帶動曲柄軸做低速旋轉運動，曲柄通過連桿經橫梁帶動游梁作上下往擺動，掛在驢頭上的懸繩器便帶動抽油桿作上下往復運動。
游梁式抽油機按照結構主要分為兩大類：即普通式游梁式抽油機和前置式游梁式抽油機。
隨著抽油機製造技術的不斷發展進步，自20世紀90年代後，陸續開發了不同形式的以節能為目的的抽油機，節能抽油機仍然屬於普通式游梁式抽油機結構。關於節能型抽油機的結構特點，將在節能技術中加以介紹。
普通式游梁式抽油機和前置式游梁式抽油機兩者的主要組成部分相同，只是游梁與連桿的連接位置不同。普通抽油機一般採用機械平衡，而前置式抽油機最初多採用氣動平衡，但由於技術上的不完善，後來使用機械平衡的方法，目前在我廠使用的前置式抽油機均為機械平衡。前置式抽油機上沖程曲柄轉角為195°，下沖程曲柄轉角165°，使得上沖程較下沖程慢。
（二）抽油泵
抽油泵是抽油機-深井泵抽油系統中的井下設備。由於它的工作環境復雜，條件惡劣，而且它工作的好壞直接關繫到油井的產量，因而應滿足以下一般要求：
（1）結構簡單，強度高，質量好。連接部分密封可靠；
（2）製造材料耐磨，抗腐蝕性好，使用壽命長；
（3）規格能滿足排量要求，適應性強；
（4）便於起下。
抽油泵主要由工作筒、柱塞及固定凡爾、游動凡爾組成。按照抽油泵在油管中的固定方式分為桿式泵和管式泵。在我廠主要應用管式泵。
（三）抽油桿
我國生產的抽油桿從級別上分有C、D、K三種級別。C級抽油桿用於輕、中型負荷的抽油機井；D級抽油桿用於中、重負荷的抽油機井；K級抽油桿用於輕、中負荷有腐蝕性的抽油機井。大慶油田使用的抽油桿為C級和D級抽油桿。由於各個抽油桿生產廠家採取的加工工藝不一，使用的加工材料不一，抽油桿的機械性能也各不相同。
晶變頻器對抽油機變頻改造的幾個好處
1. 大大提高功率因數。減小供電電流，從而減小了電網及變壓器的負荷。2. 動態調整抽取速度，一方面節能，同時增加原油產量。
3. 實現真正「軟起動」對電機變速箱抽油機，避免過大機械沖擊，延長設備使用壽命。

H. 抽油機井流壓低，泵效低，參數偏大，應進行什麼作業

該井流壓低，說明油井的地層能力低，供液能力較差。地層能量低，供液能力內差時可直接造成泵效容低。因此，泵效低的原因是油井供液能力差造成的，可結合動液面、功圖資料做進一步的判斷。
油井供液能力差時，可採用小參數生產。一般是長沖程，低沖次，或間開生產。因此，建議調小該井的生產參數，或縮小開井時間，使油井的排出量與地層的供液能力相匹配。
油井生產參數的優化要結合多方面的資料才能確定。其主要的有地層流壓、靜壓、含水和產量的變化情況，動液面資料、示功圖資料、管柱結構、泵掛深度、泵效等等。

I. 常規五型抽油機的驢頭一般多重

三晶變頻器在油田磕頭機（油梁式抽油機）上的應用 ：

一、 前言

進入21世紀，變頻調速技術得益於其優異的節能特性和調速特性，在我國油田中得到廣泛應用，中國產值能耗是世界上最高的國家之一。要解決產品能耗問題，除 其它相關的技術問題需要改進外，變頻調速技術已成為節能及提高產品質量的有效措施。
油田作為一個特殊行業，有其獨特的背景，油田中變頻器的應用主要集中在 游梁式抽油機控制、電潛泵控制、注水井控制和油氣集輸控制等幾個場合。游梁式抽油機俗稱「磕頭機」，是目前各個油田所普遍採用的抽油機，但是目前的抽油機 系統普遍存在著效率低、能耗大、沖程和沖次調節不方便等明顯的缺點。本文主要介紹SAJ變頻器在游梁式抽油機上的應用。

一、 磕頭機的工作原理

圖1 游梁式抽油機實物圖
如圖1,游梁式抽油機實物圖所示,當磕頭機工作時，驢頭懸點上作用的載荷是變化的。上沖程時，驢頭懸點需提起抽油桿柱和液柱，在抽油機未進行平衡的條件 下，電動機就要付出很大的能量。在下沖程時，抽油機桿柱轉而對電動機做功，使電動機處於發電機的運行狀態。抽油機未進行平衡時，上、下沖程的載荷極度不均 勻，這樣將嚴重地影響抽油機的四連桿機構、減速箱和電動機的效率和壽命，惡化抽油桿的工作條件，增加它的斷裂次數。為了消除這些缺點，一般在抽油機的游梁 尾部或曲柄上或兩處都加上了平衡重，如圖1所示。這樣一來，在懸點下沖程時，要把平衡重從低處抬到高處，增加平衡重的位能。為了抬高平衡配重，除了依靠抽 油桿柱下落所釋放的位能外，還要電動機付出部分能量。在上沖程時，平衡重由高處下落，把下沖程時儲存的位能釋放出來，幫助電動機提升抽油桿和液柱，減少了 電動機在上沖程時所需給出的能量。目前使用較多的游梁式抽油機，都採用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油機的一個工作循環中，有兩個電動機運行狀態和兩 個發電機運行狀態。當平衡配重調節較好時，其發電機運行狀態的時間和產生的能量都較小。

二、 變頻器在抽油機的控制問題

目前，在勝利油田採用的抽油設備中，以游梁式抽油機最為普遍，數量也最多。其數量達十萬台以上。抽油機用電量約占油田總用電量的40%，運行效率非常低， 平均運行效率只有25%，功率因數低，電能浪費大。因此，抽油機節能潛力非常巨大，石油行業也是推廣「電機系統節能」的重點行業。

2.1 變頻器在抽油機的控制問題主要體現在如下幾個方面
一方面是再生能量的處理問題,如圖2所示，游梁式抽油機運動為反復上下提升，一個沖程提升一次，其動力來自電動機帶動的兩個重量相當大的鋼質滑塊，當滑塊 提升時，類似杠桿作用，將採油機桿送入井中；滑塊下降時，採油桿提出帶油至井口，由於電動機轉速一定，滑塊下降過程中，負荷減輕，電動機拖動產生的能量無法被負載吸引，勢必會尋找能量消耗的渠道，導致電動機進入再生發電狀態，將多餘能量反饋到電網，引起主迴路母線電壓升高，勢必會對整個電網產生沖擊，導致 電網供電質量下降，功率因數降低的危險；頻繁的高壓沖擊會損壞電動機，造成生產效率降低、維護量加大，極不利於抽油設備的節能降耗，給企業造成較大經濟損失。

圖2 常規曲柄平衡抽油機
另一方面是沖擊電流問題，如圖二所示游梁式抽油機是一種變形的四連桿機構，其整機結構特點像一架天平，一端是抽油載荷，另一端是平衡配重載荷。對於支架來說，如果抽油載荷和平衡載荷形成的扭矩相等或變化一致，那麼用很小的動力就可以使抽油機連續不間斷地工作。也就是說抽油機的節能技術取決於平衡的好壞。在平衡率為100％時電動機提供的動力僅用於提起1/2液柱重量和克服摩擦力等，平衡率越低，則需要電動機提供的動力越大。因為，抽油載荷是每時每刻都在變 化的，而平衡配重不可能和抽油載荷作完全一致的變化，才使得游梁式抽油機的節能技術變得十分復雜。因此，可以說游梁式抽油機的節能技術就是平衡技術。
對長慶油田幾十口油井的調查顯示，只有1～2口井的配重平衡較好，絕大部分抽油機的配重嚴重不平衡，其中有一半以上口井的配重偏小，另有幾口井配重又偏 大，從而造成過大的沖擊電流，沖擊電流與工作電流之比最大可超過5倍，甚至超過額定電流的3倍。不僅無謂浪費掉大量的電能，而且嚴重威脅到設備的安全。同時也給採用變頻器調速控製造成很大的困難：一般變頻器的容量是按電動機的額定功率來選配的，過大的沖擊電流會引起變頻器的過載保護動作而不能正常工作。
除上述兩方面問題外，油田採油的特殊地理環境決定了採油設備有其獨特的運行特點：在油井開采前期儲油量大，供液足，為提高功效可採用工頻運行，保證較高產油量；在中後期，由於石油儲量減少，易造成供液不足，電動機若仍工頻運行，勢必浪費電能，造成不必要損耗，這時須考慮實際工作情況，適當降低電動機轉速，減少沖程，有效提高充盈率。

2.2 游梁式抽油機的變頻改造主要有以下3個方面
(1) 大大提高了功率因數（可由原來的0.25～0.5提高到0.9以上），大大減小了供電（視在）電流，從而減輕了電網及變壓器的負擔，降低了線損，可省去大量的「增容」開支.這主要集中在供電企業對電網質量要求較高的場合，為避免電網質量的下降，需引入變頻控制，其主要目的就是減小抽油機工作過程對電網的影響。
(2) 以節能為第一目標的變頻改造。這點較普遍，一方面，油田抽油機為克服大的起動轉矩，採用的電動機遠遠大於實際所需功率，工作時電動機利用率一般為 20%～30%，最高不會超過50%，電動機常處於輕載狀態，造成資源浪費。另一方面，抽油機工作情況的連續變化，取決於地底下的狀態，若始終處於工頻運行，也會造成電能浪費。為了節能，提高電動機工作效率，需進行變頻改造。
(3) 由於實現了真正的「軟起動」，對電動機、變速箱、抽油機都避免了過大的機械沖擊，大大延長了設備的使用壽命，減少了停產時間，提高了生產效率。以提高電網質量和節能為目的的變頻改造。這種情況綜合了上面兩種改造的優點，是應用中的一個重要發展方向。

三、 抽油機的技術發展
第一代：最先的抽油機主馬達主要是採用三相非同步電機啟動，三相非同步電動機啟動運行缺點就是沒有調速功能，只能保持一個恆速，嚴重影響產油量。這種不帶保護的抽油機電機控制方式已經退出了歷史舞台。
第二代：由於直流電動機的面世，也加快了直流電機在抽油機上的應用，從而替代了非同步電機的使用。採用直流調速的方法明顯的優勝三相非同步電機，產油量也高了許多；但直流電動機成本比較高，其調速性能也不是很理想。
第三代：採用變級電機調速，就是改變電機極對數來達到調速的目的，常採用4／8／32極多速電機實現。但其裝置比較復雜，佔用空間也比較大，設備壽命短，穩定性不太好。
第四代：變頻調速技術，由於變頻調速技術已成為節能及提高產品效益質量的有效措施，油田中變頻器應用在游梁式抽油機已經非常廣泛。由於油井的類型和工況千 差萬別，井下滲油和滲水量每時每刻都在變．抽油機的負載變化是無規律的，故採用變頻調速技術，使抽油機的運動規律適應油井的變化工況，實現抽油系統效率的 提高，達到節能增產的目的。下面鍾對變頻器在油田嗑頭機中的應用，例出幾個應用方案做簡要論述。

四、 變頻技術在抽油機的應用方案介紹
4.1 變頻器加制動單元控制
如下圖3所示：在變頻器主迴路直流母線兩端加制動電阻和制動單元，由於抽油機起動時需要大力矩，上升段也需要大力矩，而在下降段電機處在發電狀態。最關建的就是下降段，這個過程是連續運轉的，同時隨油的稠度，井深，產量調節往復運動次數/MIN，導致電動機進入再生發電狀態，將多餘能量反饋到電網，引起主變頻器主迴路直流母線電壓升高（此問題在文章第2節提到過），而電能沒有流回電網的通路，必須用電阻來就地消耗，這就是我們在變頻器上必須使用制動單元和制動電阻的原因，現在大功率變頻器一般都可以定製動單元，完全可以達到理想中的控制效果。
對於上述第一種情況，採用普通變頻器加能耗制動單元可較方便實現，這是以多耗電能為代價的，主要因為發電能量不能回饋電網造成。在未採用變頻器時，電動機 處於電動狀態時，從電網吸收電能；電動機處於發電狀態時，釋放能量，電能直接回饋電網的，並未在本地設備上耗費掉。綜合表現為抽油機供電系統的功率因數較低，對電網質量影響較大。

圖3 變頻器加制動電阻
4.2 變頻器加回饋單元控制
由於在變頻器的直流上加制動電阻解決不了實際問題，因為制動電阻的散熱解決不了，變頻控制櫃殼的散熱都要解決何況發熱的電阻，變頻器發熱。接通制動電阻的開關管的壽命會在頻繁的長時間的開起過程中損壞。針對上述情況，為了回饋再生能量，提高效率，可以採用能量回饋裝置，將再生能量回饋電網，當然這樣一來，系統就更復雜，投資也就更高了。
所謂能量回饋裝置，其實就是一台有源逆變器。按採用的功率開關器件的不同又可以分為晶閘管（SCR）有源逆變器及絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）逆變器兩種，它們的共同特點是可以將變頻器直流迴路的電壓反饋到電網，如下圖4所示。
加裝能量回饋單元的變頻器適用於交流50HZ，額定電壓380V的非同步電動機和永磁同步電動機，實現軟起動，軟停車和調速運行過程式控制制。具有起動電流小、速度平穩、性能可靠、對電網沖擊小等優點，可實現上下速度任意調節和閉環控制運行；用戶可根據油井的液位、壓力確定抽油機的沖機、速度和產液 量，降耗節能，是高泵效；使設備減少磨損，延長使用壽命，高效節能低成本，實現在最大節能狀態下的自動化運行。

圖4 變頻器加回饋單元
4.3 四象限變頻器技術控制
對於第一種情況和第二種情況，必須妥善的處理電動機發電狀態產生的電能，必須將其反饋到電網，否則通過調節抽油機的沖程節省的電能可能不能抵消變頻器制動 單元消耗的電能，造成變頻運行時反而耗能，與節能的目標背道而馳。為了解決這個問題，有必要對普通變頻器進行改造，在結構上引入雙PWM結構的變頻器如下 圖5所示，保證發電狀態產生的電能回饋電網;在控制方法引入自適應控制以適應游梁式抽油機多變的工作環境。

圖5 四象限運行變頻器主電路
4.3.1 四象限變頻器工作原理
當電機工作在電動狀態的時候，整流控制單元的DSP產生6路高頻的PWM脈沖控制整流側的6個IGBT的開通和關斷。IGBT的開通和關斷與輸入電抗器共 同作用產生了與輸入電壓相位一致的正弦電流波形，這樣就消除了二極體整流橋產生的6K±1諧波。功率因數高達99%。消除了對電網的諧波污染。此時能量從 電網經由整流迴路和逆變迴路流向電機，變頻器工作在第一、第三象限。
當電動機工作在發電狀態的時候，電機產生的能量通過逆變側的二極體回饋到直流母線，當直流母線電壓超過一定的值，整流側能量回饋控制部分啟動，將直流逆變成交流，通過控制逆變電壓相位和幅值將能量回饋到電網，達到節能的效果。
採用帶有PWM控制整流器變頻器具有四象限運行的功能，能滿足各種位勢負載的調速要求，可就電機的再生能量轉化為電能送回電網，達到最大限度的節能的目 的。不僅如此，它還可減少電源的諧波污染，功率因數可接近於1，是一種真正的「綠色」變頻器。整流器變頻器

五、 總結

總之，變頻調速技術作為高新技術、基礎技術和節能技術，其應用已經滲透到石油行業的各個技術部門。

J. 抽油機的節電技術

抽油機的節電技術主要有兩大類:一是開發不同類型的抽油機節能電機，如超高轉差率電動機、三相永磁同步電機、高啟動轉矩雙定子結構電機和電磁調速電機等。但由於資金投入太大，在許多油田用節能電機取代普通非同步電機尚無法全面推廣。二是使用節能配電箱，採用改變定子繞組的接法可以改變電機電壓，但電機只能得到固定電壓，節電效果並不理想。
抽油機的節電技術採用變頻調速控制，則可以改變抽油機長期處於低效做功的狀態，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。效果如下：
1.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。避免了啟動時的相當於3～7倍的額定電流，避免了不必要的電能損耗。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。在工作中電機的功率因數可從0.2～0.5提高到0.9，減輕電網和變壓器的負擔，降低線損，大量減少了無功損耗。
2.引進變頻器控制可實現設備上，下行程自動識別從而控制石油抽油機上、下行程的電機運行頻率分別可調，以改變抽油機上、下行程的運行速度。解決了因更換皮帶輪調速造成的停產，從而提高了生產效率。同時達到滿足泵效的情況下耗用最少的電能。
3.由於抽油機下行時負載性質為位勢負載，變頻器加裝能耗制動功能後恰能適應其工況。對於改變抽油機轉速調節最佳工作狀態帶來很大方便。降低漏失，提高泵效。