۱- مرور کلی:
ظرفیت ذخیرهسازی نفت زیرزمینی چاههای نفت در میادین نفتی مختلف در سراسر کشور متفاوت است. وقتی حجم نفت قابل ذخیرهسازی نباشد،
برای اینکه تجهیزات واحد پمپاژ با بار کامل کار کنند، باید از کنترل فرکانس متغیر برای کاهش پمپاژ استفاده شود.
فرکانس را تنظیم کنید و آن را با سرعتی تنظیم کنید که حجم روغن بتواند با آن مطابقت داشته باشد، به طوری که هر چاه نفت بتواند سرعت را مطابق با مقدار تنظیم کند.
نفت. این روش نه تنها روش فعلی تزریق آب به داخل چاه را کاهش میدهد، بلکه به هر چاه نفت اجازه میدهد تا
پمپ کردن مداوم روغن، صرفهجویی در مصرف برق به دلیل تزریق آب و مصرف برق اضافی به دلیل ناکافی بودن
میتوان آن را روشی مقرون به صرفه در زمان، نیروی کار، انرژی و کارآمد نامید. ترویج روشی برای کاهش قابل توجه بار، ارزشش را دارد.
هزینه استخراج نفت.
۲- چشمانداز بازار:
در بازار واحدهای پمپاژ میدان نفتی، دهها هزار واحد پمپاژ در میدان نفتی داکینگ، هزاران واحد پمپاژ در میدان نفتی لیائوهه، بیش از 10000 واحد پمپاژ در میدان نفتی شنگلی و همچنین میدان نفتی جیلین، میدان نفتی ژونگیوان، میدان نفتی جیانگهان، میدان نفتی کارامای، میدان نفتی توها، میدان نفتی چانگکینگ و غیره وجود دارد. اگرچه بسیاری از کنترلهای فرکانس متغیر در میدانهای نفتی مختلف استفاده شدهاند، اما تنها بخش کوچکی از کل، حدود 5٪ از کل، را تشکیل میدهند و بخش بزرگی از آنها با کنترلهای فرکانس متغیر نصب نشدهاند. هر میدان نفتی هر ساله به صورت مرحلهای و دستهای نصب و تبدیل میشود، اما شکاف بزرگی وجود دارد. برای دستیابی به اتوماسیون پمپاژ فرکانس متغیر، لازم است که آن را به صورت مرحلهای و دستهای پیادهسازی کنیم. اکثر چاههای نفت به کنترل فرکانس متغیر نیاز دارند که پتانسیل بازار عظیمی دارد. اتخاذ کنترل فرکانس متغیر در حال حاضر ایدهآلترین انتخاب است. در حال حاضر، تعداد واحدهای پمپاژ کنترل شده توسط کنترل فرکانس متغیر در کارخانههای بزرگ تولید نفت در سراسر کشور رو به افزایش است. با افزایش تقاضا در کارخانههای تولید نفت، استفاده از درایوهای فرکانس متغیر نیز به تدریج در حال افزایش است. رایجترین آنها عبارتند از میدان نفتی داکینگ، میدان نفتی لیائوهه، میدان نفتی شنگلی و غیره. در حال حاضر، درایوهای فرکانس متغیر مورد استفاده در میادین نفتی شامل برندهای ABB، Ximenzi، Fuji و Jianeng IPC هستند.
۳- روشهای صرفهجویی در مصرف انرژی:
هنگام تجزیه و تحلیل روشهای صرفهجویی در مصرف انرژی در کابینتهای کنترل صرفهجویی در مصرف انرژی واحدهای پمپاژ میدان نفتی، اولین چیزی که باید به آن توجه کرد این است که اشکال مختلف کنترل صرفهجویی در مصرف انرژی برای واحدهای پمپاژ میدان نفتی چیست؟ با توجه به اینکه شرایط عملیاتی واحد پمپاژ پرتویی حالت سرعت ثابتی ندارد، حالت عملیاتی آن به این صورت است: در طول حرکت رو به بالا، موتور در حالت مصرف انرژی و در طول حرکت رو به پایین، موتور در حالت تولید انرژی است. هنگام استفاده از مبدل فرکانس، برای اطمینان از عملکرد مداوم مبدل فرکانس، انرژی الکتریکی تولید شده توسط موتور باید آزاد شود. روش اول اضافه کردن یک واحد ترمز و یک مقاومت ترمز برای مصرف انرژی الکتریکی در مقاومت است. روش دوم استفاده از ترمز بازخورد برای بازگرداندن انرژی الکتریکی به شبکه برق اصلی است. انتخاب روش ترمز بازخورد دوم در واحدهای پمپاژ میدان نفتی، راهی برای دستیابی به حداکثر صرفهجویی در مصرف انرژی است.
۴- اصول کار و روش کنترل:
برای چاههای استخراج با نفت خام با ویسکوزیته متوسط و کم و محتوای آب بالا، حالت کار ایدهآل واحد پمپاژ باید "کند و سریع" باشد. "کند" برای بهبود درجه پر شدن پمپ پمپاژ و افزایش حجم تخلیه هر ضربه مفید است. در عین حال، "کند" میتواند به طور موثر بار دینامیکی اضافی روی نقطه تعلیق را کاهش دهد، در نتیجه باعث کاهش تلفات ضربه، بهبود شرایط کاری تجهیزات استخراج نفت و افزایش عمر مفید تجهیزات میشود. "کاهش سریع" برای بسته شدن به موقع شیر ثابت پمپ نفت، بهبود راندمان پمپ، صرفهجویی در زمان و افزایش تولید نفت در واحد زمان مفید است.
برای چاههای با بازده بالا و محتوای آب بالا، میتوان فرکانس شستشو را افزایش داد و فرکانس شستشو را به طور مناسب افزایش داد تا به افزایش "سریع بالا و پایین رفتن" در تولید مایع تا حدود 30٪ دست یافت. برای چاههای با بازده پایین، در آزمایشهای عملی مشخص شده است که اگر فرکانس شستشو افزایش یابد، میزان تخلیه سیال افزایش نمییابد، بلکه کاهش مییابد. با این حال، اگر فرکانس شستشو کاهش یابد، میزان تخلیه سیال حدود 20 تا 30 درصد افزایش مییابد، در حالی که در مصرف برق صرفهجویی میشود و عمر واحد پمپاژ، لوله و میله افزایش مییابد. مزایای اقتصادی شگفتانگیز است. به طور خلاصه، برای شرایط کاری مختلف، انتخاب مناسب پارامترهای عملیاتی میتواند به تعادل بین رابطه عرضه و تولید چاههای نفت دست یابد و به هدف افزایش تولید و صرفهجویی در انرژی دست یابد.
پس از استفاده از کنترل تبدیل فرکانس سری PMD، مدار جذب و مدار تخلیه موتور واحد پمپاژ در طول عملکرد چهار ربع (مانند حالت تولید برق) در مبدل فرکانس سری PMD معرفی میشوند و یک مدار واحد بازخورد نیز معرفی میشود. در طول عملکرد عادی، مدار واحد بازخورد کار نمیکند. هنگامی که موتور در حالت تولید است و ولتاژ باس به سطح خاصی افزایش مییابد، واحد بازخورد شروع به کار میکند. از طریق اینورتر SVPWM سه فاز IGBT، انرژی الکتریکی احیا شده در باس DC به شبکه بازگردانده میشود. این طراحی برای کنترل واحدهای پمپاژ مناسبتر است و اثر صرفهجویی در انرژی قابل توجهی دارد.
ویژگیهای عملکردی مبدل فرکانس سری PMD
۱. کنترل فرآیند عملیات تنظیم سرعت، شروع نرم، توقف نرم و راهاندازی نرم پیادهسازی شده است.
جریان راه اندازی کم، سرعت پایدار، عملکرد قابل اعتماد و تأثیر کم بر شبکه برق. این دستگاه میتواند به تنظیم دلخواه سرعت بالا و پایین و عملیات کنترل حلقه بسته دست یابد.
۲. میزان شستشو، سرعت و تولید مایع واحد پمپاژ را میتوان بر اساس سطح مایع و فشار چاه نفت تعیین کرد که میتواند به طور مؤثر مصرف انرژی را کاهش دهد. راندمان پمپ را بهبود میبخشد، فرسودگی تجهیزات را کاهش میدهد و عمر مفید را افزایش میدهد.
۳. یک برنامه کاربردی اختصاصی برای واحدهای پمپاژ، با طراحی ساده، مناسب برای اشکالزدایی مستقیم توسط کارگران عادی بازیابی نفت؛
۴. دستگاه فیلتر ورودی داخلی، فیلتر نویز کامل فرآیند و تداخل با شبکه برق، یک چهارم مبدلهای فرکانس تجاری معمولی است؛
۵. ردیابی خودکار ولتاژ کامل، محاسبه خودکار گشتاور ترمز، سادهسازی عملکرد لینکهای کاربردی؛
۶. واحد ترمز فیدبک داخلی، که میتواند انرژی الکتریکی احیا شده را به شبکه برق بازگرداند. راکتور و فیلتر داخلی، میتواند مستقیماً به شبکه برق متصل شود و راندمان فیدبک انرژی تا ۹۷٪ را ارائه میدهد. ۱۵٪ تا ۲۵٪ نسبت به مبدلهای فرکانس عمومی، با اتلاف گرما کمتر از ۳٪ از ترمز مقاومتی، منابع گرما را کاهش داده و ایمنی را افزایش میدهد.
7. درایو تمام دور، سازگار با موتور سنکرون آهنربای دائم و کنترل موتور آسنکرون؛
۸. دارای عملکردهای حفاظتی چندگانه مانند اضافه جریان، اتصال کوتاه، اضافه ولتاژ، افت ولتاژ، قطع فاز، گرمای بیش از حد و غیره است که عملکرد ایمنتر و قابل اطمینانتر سیستم را تضمین میکند.
۹. طراحی بدون سرنشین و کاملاً خودکار در محل، امکان کنترل دلخواه سرعت پمپاژ را بدون نیاز به تعویض تجهیزات مکانیکی فراهم میکند. مناسب برای چاههای نفت در مناطق و سازههای مختلف، مناسب برای آب و هوا و شرایط مختلف؛
۱۰. ماژول ارتباط بیسیم اختیاری برای ادغام یکپارچه با سیستمهای دیجیتال میدان نفتی.