पारंपरिक सस्पेंडेड बीम पंपिंग यूनिट में ब्रेकिंग यूनिट या ऊर्जा फीडबैक योजना के साथ एक स्थिर गति संचालन अपनाया जाता है, जिसमें ऊर्जा खपत और लागत के संदर्भ में महत्वपूर्ण कमियाँ हैं। यह लेख तेल क्षेत्र पंपिंग इकाइयों में डोंगली केचुआंग CT100 श्रृंखला आवृत्ति कनवर्टर को मुख्य आधार बनाकर इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली के अनुप्रयोग का परिचय देता है, और ऊर्जा और शक्ति दोहरे बंद-लूप नियंत्रण की एक नई योजना का प्रस्ताव करता है, जो अधिक कुशल और लागत-प्रभावी है।
निलंबित बीम पंपिंग इकाई में डोंगली केचुआंग CT100 आवृत्ति कनवर्टर का अनुप्रयोग
पारंपरिक सस्पेंडेड बीम पंपिंग यूनिट में ब्रेकिंग यूनिट या ऊर्जा फीडबैक योजना के साथ एक स्थिर गति संचालन अपनाया जाता है, जिसमें ऊर्जा खपत और लागत के संदर्भ में महत्वपूर्ण कमियाँ हैं। यह लेख तेल क्षेत्र पंपिंग इकाइयों में डोंगली केचुआंग CT100 श्रृंखला आवृत्ति कनवर्टर को मुख्य आधार बनाकर इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण प्रणाली के अनुप्रयोग का परिचय देता है, और ऊर्जा और शक्ति दोहरे बंद-लूप नियंत्रण की एक नई योजना का प्रस्ताव करता है, जो अधिक कुशल और लागत-प्रभावी है।
परिचय
हमारे देश के अधिकांश तेल क्षेत्र कम ऊर्जा और कम उपज वाले तेल क्षेत्र हैं, जबकि विदेशी तेल क्षेत्रों में स्व-इंजेक्शन की प्रबल क्षमता होती है। अधिकांश तेल को जल-इंजेक्शन द्वारा कुओं में डाला जाता है और पंपिंग मशीनों (पर्क्यूशन मशीनों) द्वारा जलाशय से ऊपर उठाया जाता है। चीन में, तेल को पानी से और तेल को बिजली से बदलना वर्तमान में तेल क्षेत्रों की वास्तविकता है, और हमारे देश में तेल निष्कर्षण की लागत में बिजली की खपत का एक बड़ा हिस्सा होता है। इसलिए, तेल उद्योग बिजली की बचत को बहुत महत्व देता है, और बिजली की खपत को कम करने का अर्थ है सीधे तौर पर तेल निष्कर्षण की लागत को कम करना।
पंपिंग यूनिट के लिए ऊर्जा-बचत का एक उपाय है, इसके मोटर ड्राइव सिस्टम को संशोधित करने के लिए एक फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर का उपयोग करना। पंपिंग यूनिट के लिए फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर पर स्विच करने के कई लाभ हैं:
(1) पावर फैक्टर में सुधार: इनपुट साइड पावर फैक्टर को मूल 0.25-0.5 से बढ़ाकर 0.9 से ऊपर किया जा सकता है, जिससे बिजली की आपूर्ति चालू हो जाती है, जिससे पावर ग्रिड और ट्रांसफार्मर पर बोझ कम हो जाता है, लाइन लॉस कम हो जाता है और "क्षमता विस्तार" खर्चों में काफी बचत होती है।
(2) परिचालन दक्षता में सुधार: निष्कर्षण गति को तेल कुएं की वास्तविक तरल आपूर्ति क्षमता के अनुसार गतिशील रूप से समायोजित किया जा सकता है, जो न केवल ऊर्जा-बचत लक्ष्यों को प्राप्त करता है, बल्कि कच्चे तेल के उत्पादन को भी बढ़ाता है, जिससे सिस्टम दक्षता में काफी सुधार होता है।
(3) सच्ची 'सॉफ्ट स्टार्ट' हासिल की गई है: यह इलेक्ट्रिक मोटर, गियरबॉक्स और पंपिंग यूनिट पर अत्यधिक यांत्रिक प्रभाव से बचाती है, उपकरण की सेवा जीवन को बढ़ाती है, डाउनटाइम को कम करती है, और उत्पादन दक्षता में सुधार करती है।
हालांकि, पंपिंग यूनिट की मोटर के लिए आवृत्ति कनवर्टर का उपयोग करते समय कई मुद्दों पर ध्यान देने की आवश्यकता होती है, मुख्य रूप से वृद्धि धारा की समस्या और पुनर्योजी ऊर्जा की हैंडलिंग, जिसका नीचे अलग से विश्लेषण किया जाएगा।
निलंबित बीम पंपिंग इकाइयों की वर्तमान स्थिति का परिचय
निलंबित बीम पंपिंग इकाई के यांत्रिक तंत्र का परिचय
बीम पम्पिंग इकाई मुख्यतः चार भागों से बनी होती है:
(1) बीम अनुभाग: गधा सिर, बीम, क्रॉसबीम, पूंछ बीम, कनेक्टिंग रॉड, बैलेंस ब्लॉक (संयुक्त संतुलन पंपिंग इकाई)
(2) ब्रैकेट अनुभाग: क्रॉसबीम असर सीट, काम सीढ़ी, सुरक्षात्मक अंगूठी, ऑपरेटिंग मंच, ब्रैकेट।
(3) रेड्यूसर भाग: आधार, रेड्यूसर सिलेंडर सीट, रेड्यूसर, क्रैंकशाफ्ट, काउंटरवेट, ब्रेक और अन्य घटक।
(4) बिजली वितरण खंड: मोटर बेस, मोटर, वितरण बॉक्स, आदि
शेन्ज़ेन डोंगली विज्ञान तकनीक नवाचार प्रौद्योगिकी कं, लिमिटेड
1. आधार; 2-ब्रैकेट; 3-निलंबन रस्सी डिवाइस; 4- गधा सिर; 5-बीम; 6-बीम असर सीट; 7-क्रॉसबीम; 8-कनेक्टिंग रॉड; 9-क्रैंक पिन डिवाइस; 10 क्रैंक डिवाइस; 11- रिड्यूसर; 12. ब्रेक सुरक्षा डिवाइस; 13- ब्रेकिंग डिवाइस; 14- इलेक्ट्रिक मोटर; 15- वितरण बॉक्स।
जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, बीम पंपिंग इकाई एक विकृत चार-बार लिंकेज तंत्र है, और इसकी समग्र संरचनात्मक विशेषताएँ एक संतुलन की तरह हैं। एक छोर पंपिंग लोड है, और दूसरा छोर संतुलित भारी भार है। ब्रैकेट के लिए, यदि पंपिंग लोड और संतुलन लोड द्वारा निर्मित टॉर्क बराबर है या लगातार बदलता है, तो पंपिंग यूनिट बहुत कम बिजली के साथ लगातार और निर्बाध रूप से काम कर सकती है। यह कहना है, पंपिंग यूनिट की ऊर्जा-बचत तकनीक संतुलन पर निर्भर करती है। संतुलन अनुपात जितना कम होगा, इलेक्ट्रिक मोटर से उतनी ही अधिक शक्ति की आवश्यकता होगी। क्योंकि पंपिंग लोड लगातार बदल रहा है, और संतुलन वजन पंपिंग लोड के साथ पूरी तरह से सुसंगत नहीं हो सकता है, यह बीम पंपिंग इकाइयों की ऊर्जा-बचत तकनीक को बहुत जटिल बनाता है। इसलिए, यह कहा जा सकता है कि बीम पंपिंग यूनिट की ऊर्जा-बचत तकनीक संतुलन तकनीक है।
निलंबित बीम परिवर्तनीय आवृत्ति परिवर्तन की वर्तमान स्थिति का परिचय
आवृत्ति रूपांतरण रूपांतरण की वास्तविक स्थिति से, पंपिंग इकाइयों के अधिकांश प्रतिभार वास्तव में गंभीर रूप से असंतुलित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक उछाल धारा उत्पन्न होती है, जो न केवल अनावश्यक रूप से बहुत अधिक विद्युत ऊर्जा बर्बाद करती है, बल्कि उपकरणों की सुरक्षा को भी गंभीर रूप से खतरे में डालती है। साथ ही, यह आवृत्ति कनवर्टर गति नियंत्रण के उपयोग में भी बड़ी कठिनाइयाँ उत्पन्न करता है: आवृत्ति कनवर्टर की क्षमता आमतौर पर मोटर की रेटेड शक्ति के आधार पर चुनी जाती है, और अत्यधिक उछाल धारा आवृत्ति कनवर्टर के अधिभार संरक्षण का कारण बन सकती है, जिससे यह सामान्य रूप से काम नहीं कर सकता है।
इसके अलावा, तेल कुओं के दोहन के शुरुआती चरण में, तेल का भंडारण पर्याप्त मात्रा में होता है और तरल आपूर्ति पर्याप्त होती है। दक्षता में सुधार के लिए, उच्च तेल उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए पावर फ़्रीक्वेंसी संचालन का उपयोग किया जा सकता है। हालाँकि, मध्य और बाद के चरणों में, तेल भंडारण क्षमता में कमी के कारण, अपर्याप्त तरल आपूर्ति का कारण बनना आसान है। यदि मोटर अभी भी पावर फ़्रीक्वेंसी अवस्था में काम करती है, तो यह अनिवार्य रूप से विद्युत ऊर्जा की बर्बादी करेगी और अनावश्यक नुकसान का कारण बनेगी। इस समय, वास्तविक कार्य स्थिति पर विचार करना और मोटर की गति और स्ट्रोक को उचित रूप से कम करना आवश्यक है ताकि भरने की दर में प्रभावी रूप से सुधार हो सके।
पारंपरिक आवृत्ति रूपांतरण समाधानों का परिचय
बीम पंपिंग इकाइयों के नियंत्रण में आवृत्ति रूपांतरण तकनीक का प्रयोग एक चलन है। परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन, चरणहीन गति विनियमन से संबंधित है, जो मोटर की कार्यशील धारा के परिमाण के आधार पर उसकी कार्यशील आवृत्ति निर्धारित करता है। यह कुएँ की स्थिति में परिवर्तन के अनुसार पंपिंग इकाई के स्ट्रोक को सुविधाजनक रूप से समायोजित करने, ऊर्जा संरक्षण प्राप्त करने और पावर ग्रिड के पावर फैक्टर में सुधार करने की अनुमति देता है। वेक्टर आवृत्ति रूपांतरण नियंत्रण तकनीक के अनुप्रयोग से कम गति और उच्च टॉर्क आउटपुट सुनिश्चित किया जा सकता है, और गति को सुचारू रूप से और व्यापक रूप से समायोजित किया जा सकता है। साथ ही, आवृत्ति कनवर्टर में शॉर्ट सर्किट, ओवरलोड, ओवरवोल्टेज, अंडरवोल्टेज और स्टॉल जैसे पूर्ण मोटर सुरक्षा कार्य होते हैं, जो मोटर और यांत्रिक उपकरणों की प्रभावी रूप से सुरक्षा कर सकते हैं, यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि उपकरण एक सुरक्षित वोल्टेज पर काम करें, और इसके कई फायदे हैं जैसे सुचारू और विश्वसनीय संचालन, बेहतर पावर फैक्टर आदि। यह तेल उत्पादन उपकरणों के रूपांतरण के लिए एक आदर्श समाधान है। वर्तमान मुख्यधारा के समाधान इस प्रकार हैं:
ऊर्जा खपत ब्रेकिंग इकाई के साथ इन्वर्टर
यह विधि अपेक्षाकृत सरल है, लेकिन इसकी परिचालन दक्षता कम है। यह मुख्यतः स्थिर गति से संचालन के दौरान डाउनस्ट्रोक अवस्था में मोटर द्वारा उत्पन्न ऊर्जा की प्रतिपुष्टि के कारण होता है। एक नियमित आवृत्ति परिवर्तक का उपयोग करते समय, इनपुट डायोड-संशोधित होता है, और ऊर्जा विपरीत दिशा में प्रवाहित नहीं हो सकती। विद्युत ऊर्जा के उपरोक्त भाग के पास ग्रिड में वापस प्रवाहित होने का कोई मार्ग नहीं होता है और इसे प्रतिरोधकों का उपयोग करके स्थानीय रूप से उपभोग किया जाना चाहिए। यही कारण है कि ऊर्जा खपत करने वाली ब्रेकिंग इकाइयों का उपयोग किया जाना चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप सीधे तौर पर उच्च ऊर्जा खपत और कम समग्र दक्षता होती है।
नुकसान: कम ऊर्जा दक्षता और ब्रेकिंग इकाइयों और ब्रेकिंग प्रतिरोधों को स्थापित करने की आवश्यकता।
फीडबैक यूनिट नियंत्रण के साथ इन्वर्टर
पुनर्जीवित ऊर्जा की प्रतिक्रिया और दक्षता में सुधार करने के लिए, ऊर्जा प्रतिक्रिया उपकरण का उपयोग पुनर्जीवित ऊर्जा को पावर ग्रिड में वापस करने के लिए किया जा सकता है। इस तरह, प्रणाली अधिक जटिल हो जाती है और निवेश अधिक होता है। तथाकथित ऊर्जा प्रतिक्रिया उपकरण वास्तव में एक सक्रिय इन्वर्टर है। एक ऊर्जा प्रतिक्रिया इकाई के साथ एक आवृत्ति कनवर्टर स्थापित करके, उपयोगकर्ता तेल के कुएं के तरल स्तर और दबाव के आधार पर पंपिंग इकाई के फ्लशिंग, गति और तरल उत्पादन को निर्धारित कर सकते हैं, ऊर्जा की खपत को कम कर सकते हैं और पंप दक्षता में सुधार कर सकते हैं; उपकरण पहनने और आंसू को कम करें, सेवा जीवन का विस्तार करें, उच्च दक्षता, ऊर्जा की बचत और कम लागत प्राप्त करें, और अधिकतम ऊर्जा-बचत की स्थिति में स्वचालित संचालन का एहसास करें। हालांकि, आवृत्ति कनवर्टर और फीडबैक डिवाइस के कार्य मोड के कारण, ऊर्जा प्रतिक्रिया योजना का उपयोग बिजली आपूर्ति के अंत में महत्वपूर्ण हार्मोनिक प्रदूषण का कारण बनता है
नुकसान: इसके लिए फीडबैक उपकरणों की स्थापना की आवश्यकता होती है, जो महंगा है और पावर ग्रिड में महत्वपूर्ण प्रदूषण का कारण बनता है।
डोंगली साइंस टेक CT100 श्रृंखला आवृत्ति रूपांतरण समाधान का परिचय
पारंपरिक आवृत्ति रूपांतरण रूपांतरण योजनाओं की विभिन्न कमियों को ध्यान में रखते हुए, शेन्ज़ेन डोंगली साइंस टेक इनोवेशन टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड ने सस्पेंडेड बीम पंपिंग यूनिट प्रक्रिया पर गहन शोध किया है, सस्पेंडेड बीम पंपिंग यूनिट नियंत्रण प्रक्रिया पर आधारित एक समर्पित सॉफ्टवेयर लॉजिक अपनाया है, और ऊर्जा और शक्ति के दोहरे क्लोज्ड-लूप नियंत्रण को अपनाया है ताकि आउटपुट आवृत्ति का निरंतर और सुचारू समायोजन प्राप्त किया जा सके, नकारात्मक टॉर्क नियंत्रण को समाप्त किया जा सके, और मोटर गतिज ऊर्जा और उच्च बस वोल्टेज के फीडबैक से बचा जा सके। इसके अलावा, ब्रेकिंग यूनिट और ऊर्जा फीडबैक डिवाइस को समाप्त करने का लक्ष्य प्राप्त किया गया है, जिससे पारंपरिक आवृत्ति रूपांतरण रूपांतरण योजनाओं की विभिन्न कमियों से बचा जा सके।
इस योजना की मुख्य नियंत्रण अवधारणा निरंतर आउटपुट नियंत्रण है। आवृत्ति परिवर्तक एक निरंतर आउटपुट लूप के साथ PID नियंत्रण मोड पर आधारित है। आउटपुट आवृत्ति को समायोजित करके, निरंतर आउटपुट नियंत्रण प्राप्त किया जा सकता है, जिससे औसत आउटपुट शक्ति को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है, प्रभावी ऊर्जा बचत प्राप्त की जा सकती है, और आवेग आवश्यकताओं को पूरा करते हुए पंपिंग इकाई तंत्र की सुरक्षा की जा सकती है। दूसरे शब्दों में, आवृत्ति परिवर्तक को एक विशिष्ट ऑपरेटिंग आवृत्ति निर्धारित करने की आवश्यकता नहीं होती है, और वास्तविक आउटपुट आवृत्ति स्वचालित रूप से PID बंद-लूप के माध्यम से समायोजित हो जाती है। डाउनस्ट्रोक के दौरान, लोड की उच्च जड़ता के कारण, जब समकालिक गति मोटर की गति से कम होती है, तो मोटर विद्युत उत्पन्न करती है, और आवृत्ति परिवर्तक का आउटपुट टॉर्क ऋणात्मक होता है। इस समय, आवृत्ति परिवर्तक ऋणात्मक टॉर्क को समाप्त करने और मोटर को उत्पादन अवस्था में आने से बचाने के लिए स्वचालित रूप से आउटपुट आवृत्ति को बढ़ा देता है। अपस्ट्रोक के दौरान, स्थितिज ऊर्जा पूरी तरह से गतिज ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। इस समय, अधिकतम गति और जड़ता होती है, और मोटर अपस्ट्रोक क्रिया करने के लिए मंद हो जाती है। जब गति कम होती है, तो आवृत्ति कनवर्टर निरंतर आउटपुट PID विनियमन मोड में काम करता है, और अपस्ट्रोक क्रिया को पूरा करने के लिए स्वचालित रूप से अपस्ट्रोक गति बढ़ाता है। संपूर्ण नियंत्रण प्रक्रिया के दौरान, यह ज्ञात होता है कि मोटर जनरेटिंग अवस्था में नहीं है, इसलिए ब्रेकिंग यूनिट और RBU फीडबैक डिवाइस लगाने की कोई आवश्यकता नहीं है। इस बीच, संपूर्ण स्ट्रोक प्रक्रिया के दौरान, डाउनस्ट्रोक धीमा होता है और अधिक तेल डाला जा सकता है; तेज़ अपस्ट्रोक, तेल रिसाव को कम करता है: तेल उत्पादन में उल्लेखनीय वृद्धि करता है।
लाभ: ऊर्जा खपत या फीडबैक उपकरणों को स्थापित करने की आवश्यकता नहीं, तथा अनुकूलित तेल निष्कर्षण प्रक्रिया, समग्र दक्षता में काफी सुधार करती है।
डोंगली साइंस टेक CT100 श्रृंखला आवृत्ति रूपांतरण का परिचय
शेन्ज़ेन डोंगली केचुआंग टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड का CT100 फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर एक डीएसपी नियंत्रण प्रणाली पर आधारित है और इसमें घरेलू स्तर पर अग्रणी पीजी मुक्त वेक्टर नियंत्रण तकनीक को अपनाया गया है, जो कई सुरक्षा विधियों के साथ मिलकर एसिंक्रोनस मोटर्स पर लागू किया जा सकता है और उत्कृष्ट ड्राइविंग प्रदर्शन प्रदान करता है। इस उत्पाद ने एयर डक्ट डिज़ाइन, हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन और सॉफ़्टवेयर कार्यक्षमता के संदर्भ में ग्राहक उपयोगिता और पर्यावरण अनुकूलनशीलता में उल्लेखनीय सुधार किया है।
तकनीकी सुविधाओं
उद्योग विशिष्ट: बीम पम्पिंग यूनिट नियंत्रण प्रक्रिया के सॉफ्टवेयर तर्क के आधार पर, यह वास्तव में उद्योग विशिष्ट और अग्रणी समाधान प्राप्त करता है।
उच्च विश्वसनीयता चयन: प्रमुख घटक सभी प्रसिद्ध घरेलू और विदेशी ब्रांडों से हैं, जो घटकों की विश्वसनीय और भरोसेमंद स्थिरता सुनिश्चित करते हैं।
◆ बड़े अतिरेक डिजाइन: कठोर गणना और प्रयोगात्मक सत्यापन के माध्यम से, तेल क्षेत्रों में पूरी मशीन की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए प्रमुख घटकों को बड़े मार्जिन के साथ डिजाइन किया जाता है
प्रतिकूल वातावरण में दीर्घकालिक स्थिरता।
अनुकूलित वेक्टर नियंत्रण: उच्च निम्न आवृत्ति टॉर्क और तेज टॉर्क प्रतिक्रिया के साथ घरेलू स्तर पर अग्रणी गति प्रतिक्रिया मुक्त वेक्टर नियंत्रण।
◆ सॉफ्टवेयर वर्तमान और वोल्टेज सीमित समारोह: अच्छा वोल्टेज और वर्तमान सीमित, प्रभावी रूप से प्रमुख नियंत्रण मापदंडों को सीमित करने के लिए इन्वर्टर विफलता के जोखिम को कम करने के लिए।
मजबूत पर्यावरण अनुकूलनशीलता: उच्च समग्र ओवरहीटिंग पॉइंट, स्वतंत्र वायु वाहिनी डिजाइन और गाढ़े तीन प्रूफ पेंट उपचार के साथ, यह बाहरी तेल क्षेत्रों में दीर्घकालिक संचालन के लिए अधिक उपयुक्त है।
◆ स्पीड ट्रैकिंग पुनः आरंभ फ़ंक्शन: बिना किसी प्रभाव के घूर्णन मोटर्स की सुचारू शुरुआत प्राप्त करें
◆ स्वचालित वोल्टेज समायोजन फ़ंक्शन: जब ग्रिड वोल्टेज बदलता है, तो यह स्वचालित रूप से एक स्थिर आउटपुट वोल्टेज बनाए रख सकता है
व्यापक दोष संरक्षण: अतिधारा, अतिवोल्टेज, अल्पवोल्टेज, अतितापमान, चरण हानि, अधिभार और अन्य सुरक्षा कार्य
निष्कर्ष
बीम पंपिंग इकाई के पारंपरिक आवृत्ति रूपांतरण अनुप्रयोग मोड की विभिन्न कमियों के कारण, आवृत्ति रूपांतरण परिवर्तन नियंत्रण योजना में निरंतर सुधार अपरिहार्य है। शेन्ज़ेन डोंगली साइंस टेक इनोवेशन टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड अपने अभिनव नियंत्रण समाधानों के साथ उद्योग के परिवर्तन का नेतृत्व करेगी। साथ ही, CT100 श्रृंखला आवृत्ति कनवर्टर की विश्वसनीय सॉफ़्टवेयर और हार्डवेयर स्थिरता यह भी सुनिश्चित करती है कि यह ग्राहकों को अत्यधिक लागत-प्रभावी उपयोगकर्ता अनुभव प्रदान करे।