Bjelkepumpeenheten er en deformert fireleddsmekanisme, og dens generelle strukturelle egenskaper er som en balanse. Den ene enden er pumpelasten, og den andre enden er den balanserte tunge lasten. For braketten, hvis dreiemomentet dannet av pumpelasten og likevektslasten er likt eller endres konsekvent, kan pumpeenheten arbeide kontinuerlig og uavbrutt med svært lite kraft. Det vil si at energisparende teknologi til pumpeenheten avhenger av balansen. Jo lavere balanseforholdet er, desto større kraft kreves fra den elektriske motoren. Fordi pumpelasten er i stadig endring, og balansevekten ikke kan være helt konsistent med pumpelasten, gjør det energisparende teknologi til strålepumpeenheter svært kompleks. Derfor kan man si at energisparende teknologi til strålepumpeenheten er balanseringsteknologien.
Introduksjon til gjeldende status for variabel frekvenstransformasjon av hengende bjelker
Fra den faktiske situasjonen med frekvensomformingstransformasjon er de fleste motvektene til pumpeenhetene faktisk alvorlig ubalanserte, noe som resulterer i for høy støtstrøm, som ikke bare kaster bort mye elektrisk energi unødvendig, men også truer utstyrets sikkerhet alvorlig. Samtidig medfører det også store vanskeligheter med bruk av frekvensomformerens hastighetskontroll: frekvensomformerens kapasitet velges vanligvis basert på motorens nominelle effekt, og for høy støtstrøm kan forårsake overbelastningsvern av frekvensomformeren, som ikke kan fungere normalt.
I tillegg er det i den tidlige fasen av oljeutvinning en stor mengde oljelagring og tilstrekkelig væskeforsyning. For å forbedre oljeutvinningseffektiviteten kan drift med fast frekvens brukes for å sikre høy oljeproduksjon. I mellom- og senere stadier er det imidlertid lett å forårsake utilstrekkelig væskeforsyning på grunn av reduksjonen i oljelagringskapasitet. Hvis motoren fortsatt opererer med gjeldende frekvenstilstand, vil den uunngåelig sløse med elektrisk energi og forårsake unødvendige tap. På dette tidspunktet er det nødvendig å vurdere den faktiske arbeidssituasjonen og redusere motorhastigheten og slaglengden på riktig måte for å effektivt forbedre ladehastigheten.
Innføringen av frekvensomformingsteknologi i styringen av strålepumpeenheter er trenden. Variabel frekvenshastighetsregulering tilhører trinnløs hastighetsregulering, som bestemmer motorens arbeidsfrekvens basert på størrelsen på arbeidsstrømmen. Dette muliggjør enkel justering av pumpeenhetens slaglengde i henhold til endringer i brønnforholdene, noe som oppnår energibesparelse og forbedrer effektfaktoren til strømnettet. Bruken av vektorfrekvensomformingskontrollteknologi kan sikre lav hastighet og høyt dreiemoment, og hastigheten kan justeres jevnt og bredt. Samtidig har frekvensomformeren komplette motorbeskyttelsesfunksjoner, som kortslutning, overbelastning, overspenning, underspenning og stall, som effektivt kan beskytte motoren og det mekaniske utstyret, sikre at utstyret fungerer med en sikker spenning, og har mange fordeler som jevn og pålitelig drift, forbedret effektfaktor, etc. Det er en ideell løsning for transformasjon av oljeproduksjonsutstyr. De nåværende vanlige løsningene er som følger:
Alternativ 1: Frekvensomformer med energiforbrukende bremseenhet
Denne metoden er relativt enkel, men driftseffektiviteten er lav. Dette skyldes hovedsakelig tilbakekoblingen av energien som genereres av motoren under nedslagstilstanden under konstant hastighet. Når man bruker en vanlig frekvensomformer, er inngangen diodelikerettet, og energien kan ikke flyte i motsatt retning. Den ovennevnte delen av den elektriske energien har ingen vei til å flyte tilbake til nettet og må forbrukes lokalt ved hjelp av motstander. Derfor må man bruke energikrevende bremseenheter, noe som direkte fører til høyt energiforbruk og lav totaleffektivitet.
Ulemper: Lav energieffektivitet og behov for å installere bremseenheter og bremsemotstander.
Alternativ 2: Variabel frekvensomformer med tilbakekoblingsenhetskontroll
For å tilbakeføre den regenererte energien og forbedre effektiviteten, kan en energitilbakemeldingsenhet brukes til å tilbakeføre den regenererte energien til strømnettet. På denne måten blir systemet mer komplekst og investeringen høyere. Den såkalte energitilbakemeldingsenheten er faktisk en aktiv inverter. Ved å installere en frekvensomformer med en energitilbakemeldingsenhet, kan brukerne bestemme spyling, hastighet og væskeproduksjon til pumpeenheten basert på væskenivået og trykket i oljebrønnen, noe som reduserer energiforbruket og forbedrer pumpens effektivitet. Reduser slitasje på utstyr, forleng levetiden, oppnå høy effektivitet, energisparing og lave kostnader, og realisere automatisert drift under maksimale energisparende forhold. På grunn av arbeidsmodusen til frekvensomformeren og tilbakemeldingsenheten forårsaker imidlertid bruk av energitilbakemeldingsskjema betydelig harmonisk forurensning i strømforsyningsenden, noe som resulterer i en betydelig reduksjon i kvaliteten på strømnettet.
Ulemper: Det krever installasjon av tilbakemeldingsenheter, noe som er kostbart og forårsaker betydelig forurensning av strømnettet.
Gjennom en grundig utforskning av prosessen med hengende bjelkepumpeenheten, tas det i bruk en dedikert programvarelogikk basert på kontrollprosessen for hengende bjelkepumpeenheten, og en dobbel lukket sløyfekontroll av energi og effekt brukes for å oppnå kontinuerlig og jevn justering av utgangsfrekvensen, eliminere negativ momentkontroll og unngå tilbakekobling av motorens kinetiske energi og høy busspenning. Videre oppnås målet om å eliminere bremseenheten og energitilbakekoblingsenheten, og dermed unngås de ulike ulempene med tradisjonelle frekvensomformingstransformasjonsordninger.
Kjernekontrollideen bak denne ordningen er konstant utgangseffektkontroll. Frekvensomformeren er basert på en PID-kontrollmodus med en konstant utgangseffektsløyfe. Ved å justere utgangsfrekvensen kan man oppnå konstant utgangseffektkontroll, noe som effektivt kan redusere gjennomsnittlig utgangseffekt, oppnå effektiv energisparing og beskytte pumpemekanismen samtidig som impulskravene oppfylles. Det vil si at frekvensomformeren ikke trenger å stille inn en spesifikk driftsfrekvens, og den faktiske utgangsfrekvensen justeres automatisk gjennom en PID-lukket sløyfe. Under nedslaget, på grunn av lastens store treghet, genererer motoren strøm når den synkrone hastigheten er lavere enn motorhastigheten, og frekvensomformerens utgangsmoment er negativt. På dette tidspunktet øker frekvensomformeren automatisk utgangsfrekvensen for å eliminere det negative dreiemomentet og unngå at motoren er i genererende tilstand. Under oppslaget omdannes den potensielle energien fullstendig til kinetisk energi. På dette tidspunktet er hastigheten høyest og tregheten maksimal. Motoren bremser ned for å utføre oppslaget. Når hastigheten er lav, fungerer frekvensomformeren i PID-reguleringsmodus med konstant utgangseffekt. På dette tidspunktet øker frekvensomformeren automatisk oppslagshastigheten for å fullføre oppslagsaksjonen.
Gjennom hele kontrollprosessen er det kjent at motoren ikke har vært i genererende tilstand, så det er ikke nødvendig å installere en bremseenhet og RBU-tilbakemeldingsenhet. Samtidig er nedslaget sakte under hele slagprosessen, og mer olje kan senkes ned. Raskt oppslag, noe som reduserer oljelekkasje: øker oljeproduksjonen betraktelig.
Fordeler: Ingen behov for å installere energiforbruks- eller tilbakekoblingsenheter, lavere kostnader; Og optimalisert oljeutvinningsprosessen, noe som forbedrer maskinens totale effektivitet betraktelig; Busspenningen til frekvensomformeren er stabil, det totale varmeforbruket er lavt, og den generelle stabiliteten er bedre. Tekniske funksjoner:
Bransjespesifikk: Basert på programvarelogikken i strålepumpeenhetens kontrollprosess, oppnår den virkelig bransjespesifikke og ledende løsninger.
Høy pålitelighetsvalg: Nøkkelkomponenter er alle fra kjente innenlandske og utenlandske merker, noe som sikrer pålitelig og pålitelig stabilitet til komponentene.
◆ Design med stor redundans: Gjennom grundige beregninger og eksperimentell verifisering er nøkkelkomponenter designet med store marginer for å sikre langsiktig stabilitet til hele maskinen i tøffe oljefeltmiljøer.
Optimalisert vektorkontroll: innenlandsledende hastighetstilbakekoblingsfri vektorkontroll med høyt lavfrekvent dreiemoment og rask momentrespons.
◆ Programvarestrøm- og spenningsbegrensningsfunksjon: God spennings- og strømbegrensning, som effektivt begrenser viktige kontrollparametere for å redusere risikoen for omformerfeil.
Sterk miljøtilpasningsevne: Med et høyt totalt overopphetingspunkt, uavhengig luftkanaldesign og fortykket trebestandig malingsbehandling, er den mer egnet for langvarig drift i utendørs oljefelt.
◆ Omstartsfunksjon for hastighetssporing: oppnå jevn start av roterende motorer uten støt
◆ Automatisk spenningsjusteringsfunksjon: Når nettspenningen endres, kan den automatisk opprettholde en konstant utgangsspenning
Omfattende feilbeskyttelse: overstrøm, overspenning, underspenning, overtemperatur, fasetap, overbelastning og andre beskyttelsesfunksjoner