张 辉

（大庆油田有限公司第十采油厂，黑龙江大庆 166405）

变频技术在机采井中的应用及效果分析

张 辉

（大庆油田有限公司第十采油厂，黑龙江大庆 166405）

随着人们对节能工作重视程度的不断提高，变频器在油田开发中得到了广泛的应用。变频器在机采井中的应用，不但可以实现节能降耗的目的，还可以使技术人员方便地调节抽油机的冲次，从而选择更合理的抽汲参数。以近年来应用的变频设备为例，对变频设备在机采井中的应用效果进行分析，希望对今后的变频设备的应用有所帮助。

变频；节能；抽油机

1 变频器的工作原理

根据电动机的工作原理，可以得知其转速公式如下：

式中：p-电动机的极对数

s- 转差率

f- 供电电源的频率

n-电动机的转速

从公式（1）可以看出，电机的转速与供电频率近似成正比，改变频率可以平滑地调节电机转速，从而可以连续地改变电机的抽油速度。应用的变频控制器，其输出频率可以在0～400Hz任意调节，即可以在很广的范围内调节抽油机的冲次。考虑到高频对电机轴承及绕组的影响，以及油井的实际情况，一般在低于工频（50Hz）的频率范围内进行调节，可以实现在 1～6 次 /min 对抽油机冲次的无极调节。

2 变频器的主要功能

随着技术的进步，现在的变频控制器大都已经与其他控制技术相结合，使得多种节能技术融为一体。目前所说的伺服控制器，就是以变频器为基础结合微电脑控制部件制作的。

2.1 无极调节抽油机冲次

伺服控制系统通过实时检测功图，根据抽油机负载的变化，自动跟踪调参，冲次在 1～6 次 /min 任意可调。

2.2 软启动功能

伺服控制器具有软启动、软停机功能，减少了对电网的冲击，延长设备使用寿命及维修周期。

2.3 电容补偿

伺服控制器在主回路滤波电路中安装大容量电容，能够降低无功功率，提高功率因数。

2.4 实现工况相同条件下的节能

伺服驱动器通过电机编码器和电流传感器反馈信号，合理输出电机扭矩，降低电机的铜损和铁损，从而实现了在工况相同情况下的节能。

2.5 调整上下冲程速度

伺服控制器对于低产井、偏磨井、井身质量问题引起频繁检泵的井及高产井，可以实现快上慢下、慢上快下、慢上慢下等功能。

在伺服器的上述5个功能中，前3个是变频器本身可以实现的，后2个是通过变频器结合微电脑控制技术实现的。

3 现场效果分析

2012年底，优选了20口参数偏大问题突出的井进行了变频节电器的应用实验。下面主要从节能方面和对产量的影响两个方面分析变频节电器的应用效果。

3.1 节能效果

节能，是应用变频器的最重要目的。为了落实变频器的节能效果，我们在这20台变频节电器安装前后均进行了系统效率测试。应用变频节电器后：平均冲次由3.85次下调到了2.15 次；消耗功率由 2.97kW 下降到了 2.13kW，下降了 0.84kW，平均单井日节电 20.1kW ·h；功率因数由 0.29 上升到了 0.61，上升了 0.32；系统效率由 3.21% 上升到了 5.74%，上升了 2.53%。综合这20口井的应用效果，我们可以得出，应用变频器后，有功节电率为28.3%，节能效果良好。

3.2 应用变频器合理控制油井流压

通过调节抽油机冲次，可以控制油井的流压，从而实现抽油机在较为合理的流压下生产运行。2012年，我们在 ** 区块选择了两口井进行了系统试井，通过测试数据与该井的 IPR曲线的对比，得出了适合**区块的工作参数。系统试井过程中，我们正是通过伺服控制器在 1-5次 /min 之间无极调节抽油机的冲次，并记录油井该冲次下平稳运行时的油压，从而测得油井在不同流压下的生产数据。

3.3 应用变频器提高热洗效果

应用变频器，我们可以在热洗前提高抽油机冲次，将冲次从 2～3 次 /min 调至 4～5 次 /min，理论排量将提高 1.7～2.5 倍。这么做可以达到两个目的：①可以将洗井时油管内壁融化的蜡质尽快排出油管，防止由于井液温度降低，蜡质再次结晶，提高热洗效果；②缩短含水恢复期和降低洗井队产量的影响。需要注意的是要在油井产液含水恢复正常后及时将频率和冲次调至洗井前的正常值。

3.4 应用变频器调参对偏磨的影响

偏磨检泵，是目前我矿油井检泵的一项重要因素，2012年，有37口井因偏磨检泵，占总检泵井数的47.4%。在不影响油井产量的情况下，降低抽油机冲次是减缓管杆偏磨最直接而有效的途径。例如，将抽油机冲次由4次调至 2.5次，则可以减少杆与管之间的偏磨次数 1.5 次 /min，理论上可以使管杆的使用寿命延长60%，从而可以有效的减缓管杆偏磨，降低上检率。

4 结论与认识

1）应用变频节电器的有功节电率为28.3%，单井日节电20.1kW ·h。

2）应用变频技术后，可以实现无极调速，方便技术人员合理控制抽汲参数。

3）应用变频器调低冲次，可以提高供液不足井泵的充满系数，提高泵效，并且产量保持稳定。

4）应用变频器调低冲次可以减缓管杆的偏磨，可以提高热洗效果。

Application and Effect Analysis of Frequency Conversion Technology in Machine Seam

Zhang Hui

With the increasing emphasis on energy conservation work，the inverter has been widely used in oilfield development. The application of the frequency changer in the machine recovery well not only can realize the purpose of energy saving，but also can make the technical personnel easily adjust the pumping unit red times，so as to choose more reasonable pumping parameters.In this paper，in recent years，the application of frequency conversion equipment，for example，the frequency conversion equipment in the mining wells in the application of the results of the analysis，hope for the subsequent application of frequency conversion equipment to help.

frequency conversion；energy saving；pumping unit

TM621.3

A

1003-6490（2017）06-0082-02

2017-05-05

张辉（1972—），男，黑龙江大庆人，工程师，主要研究方向为采油工程。