PowerFlex&#8482；400變頻器在螺桿泵抽油裝置

如圖所示，系統控制電路設計采用手動、自動兩種運行方式，方便電器、電路的檢修。自動控制電路部分，把PowerFlex™400變頻器的繼電器輸出1編程為“電動機運行”，把繼電器輸出的常開節點置于自動控制電路中來控制電動機運行。變頻器運行根據外部啟動源和模擬量源來控制起停和運行狀態，對螺桿泵做到更全面的保護。

螺桿泵電機主要是由變頻器根據螺桿泵原油管道的流量來控制其運行。螺桿泵油出口管道上安裝帶模擬量輸出的流量閥，變頻器把該模擬量作為輸出的反饋信號來控制變頻器的輸出。流量反饋高值時說明井下可抽油量充足，變頻器提升螺桿泵轉速以增大抽油能力，流量反饋值低時說明井下油量很少，變頻器降低螺桿泵轉速，直到降低到一定低值，保證不間斷連續抽油。根據調試經驗，變頻器最佳最低值輸出控制為30Hz，因為抽油機轉速更低時泵效會降低，節能效果不明顯。

油礦的油層含量比較復雜，長時間抽油可能導致局部抽空而損壞抽油裝置，PowerFlex™400變頻器的繼電器輸出的延時功能可以完全保護螺桿泵抽油裝置。我們還是對變頻器的繼電器輸出進行變成，把繼電器輸出2的輸出條件選定為模擬量輸入2超限，如圖2所示，將防抽空閥信號接進變頻器模擬量輸入2，再把繼電器輸出2的跳閘點設成40%～60%區域的值，這樣當油層含量很低時，根據管道上的防抽空閥信號，繼電器輸出2可以依據設置一定長度的判斷時間（120秒）來延時輸出，如果防抽空閥信號保持時間超過了這個判斷時間值，則變頻器的繼電器輸出2輸出信號，停止螺桿泵電機以保護抽油裝置，如果是在這個判斷時間長度內油量有上來了，則繼電器不輸出，抽油裝置保持正常抽油狀態繼續抽油。

在螺桿泵電機啟動時，由于泵管道內的流質中含量復雜，具有變轉矩負載特性的速度控制的PowerFlex™400變頻器的軟啟/軟停功能可以減少對抽油桿的機械沖擊，對稠油、結蠟、沙卡等造成的堵轉過載等情況都能有效地進行保護停機，以保護電機及機械設備，減少維修量，防止斷桿，變頻器對過壓、欠壓、過載、短路及電機失速都能可靠地保護，對延長電機的壽命，減少機械設備的磨損等，都具有很好的作用。

根據抽油裝置的長期運行特性，控制電路只采用一個停止按鈕控制。而且我們充分利用了變頻器中繼電器輸出及延時功能，既節省了繼電器、時間繼電器等低壓電器設備，又節省了控制柜空間和體積，在大面積應用的油田系統中，這一項就能節省大量的基礎投入資金和備件資金。

PowerFlex™400變頻器在螺桿泵抽油裝置上的應用優勢也很突出：第一操作簡單，與螺桿泵抽油裝置同步運行，不必進行特殊調節；第二可靠性高：保留螺桿泵抽油裝置原有控制方式及電路不變，以備故障時不影響生產；第三軟啟/軟停：減輕機器震動，延長設備和模具的使用壽命；有效的減小噪音，改善工作環境；系統發熱明顯減少，油溫穩定；延長密封組件的使用壽命，降低停機維修率，節省大量的維護費用，同時增加變壓器的裝機容量；第四高回報率：根據具體工況，所有投資約6～12個月通過電費節省回收。

對多數企業而言，電費是被企業控制的最后一項成本，目前企業都著眼于電費開支的控制，因為用電設備消耗多少電，是被其機電特性所決定的。作為油田采油環節而言，應該注重能源的節約，注重先進節能機制的采取，先進技術的應用，把能耗降到最低，即保護環境又為企業創造經濟效益。實踐證明，通過應用高性能高品質的POWERFLEX™400變轉矩負載特性的速度控制變頻器技術及一系列的技術措施，特別是其可編程的多功能的繼電器輸出功能，可以幫助油田企業在采油環節上減少大量的電能費用。