Unitatea de pompare cu fascicul este un mecanism de legătură deformat cu patru bare, iar caracteristicile sale structurale generale sunt similare cu cele ale unui echilibru. Un capăt este sarcina de pompare, iar celălalt capăt este sarcina grea echilibrată. În cazul consolei, dacă cuplul format de sarcina de pompare și sarcina de echilibru este egal sau se modifică constant, atunci unitatea de pompare poate funcționa continuu și neîntrerupt cu foarte puțină putere. Adică, tehnologia de economisire a energiei a unității de pompare depinde de echilibru. Cu cât raportul de echilibru este mai mic, cu atât este mai mare puterea necesară de la motorul electric. Deoarece sarcina de pompare se schimbă constant, iar greutatea de echilibru nu poate fi complet compatibilă cu sarcina de pompare, tehnologia de economisire a energiei a unităților de pompare cu fascicul devine foarte complexă. Prin urmare, se poate spune că tehnologia de economisire a energiei a unității de pompare cu fascicul este tehnologia de echilibrare.
Introducere în stadiul actual al transformării frecvenței variabile a fasciculului suspendat
Din situația reală a transformării conversiei de frecvență, majoritatea contragreutăților unităților de pompare sunt de fapt puternic dezechilibrate, rezultând un curent de supratensiune excesiv, care nu numai că risipește inutil multă energie electrică, dar amenință serios siguranța echipamentului. În același timp, acest lucru prezintă dificultăți mari pentru utilizarea controlului vitezei convertorului de frecvență: capacitatea convertorului de frecvență este în general selectată în funcție de puterea nominală a motorului, iar curentul de supratensiune excesiv poate provoca protecția la suprasarcină a convertorului de frecvență, care nu poate funcționa normal.
În plus, în stadiul incipient al exploatării sondelor de petrol, există o cantitate mare de stocare de petrol și o rezervă suficientă de lichid. Pentru a îmbunătăți eficiența recuperării petrolului, se poate adopta funcționarea la frecvență fixă pentru a asigura o producție ridicată de petrol. Cu toate acestea, în etapele intermediare și ulterioare, din cauza scăderii capacității de stocare a petrolului, este ușor să se producă o rezervă insuficientă de lichid. Dacă motorul funcționează în continuare la starea de frecvență actuală, va risipi inevitabil energie electrică și va cauza pierderi inutile. În acest moment, este necesar să se ia în considerare situația reală de lucru și să se reducă în mod corespunzător viteza și cursa motorului pentru a îmbunătăți eficient rata de încărcare.
Introducerea tehnologiei de conversie a frecvenței în controlul unităților de pompare cu fascicul este o tendință. Reglarea vitezei cu frecvență variabilă aparține reglării continue a vitezei, care determină frecvența de lucru a motorului pe baza magnitudinii curentului său de lucru. Aceasta permite reglarea convenabilă a cursei unității de pompare în funcție de schimbările în condițiile sondei, realizând conservarea energiei și îmbunătățind factorul de putere al rețelei electrice. Aplicarea tehnologiei de control al conversiei vectoriale a frecvenței poate asigura o viteză redusă și un cuplu ridicat, iar viteza poate fi ajustată lin și pe scară largă. În același timp, convertorul de frecvență are funcții complete de protecție a motorului, cum ar fi scurtcircuitul, supraîncărcarea, supratensiunea, subtensiunea și blocarea, care pot proteja eficient motorul și echipamentul mecanic, asigurând că echipamentul funcționează la o tensiune sigură și având multe avantaje, cum ar fi funcționarea lină și fiabilă, factorul de putere îmbunătățit etc. Este o soluție ideală pentru transformarea echipamentelor de producție a petrolului. Soluțiile principale actuale sunt următoarele:
Opțiunea 1: Acționare cu frecvență variabilă cu unitate de frânare cu consum de energie
Această metodă este relativ simplă, dar eficiența sa operațională este scăzută. Acest lucru se datorează în principal feedback-ului energiei generate de motor în timpul cursei descendente în timpul funcționării la viteză constantă. Atunci când se utilizează un convertor de frecvență obișnuit, intrarea este redresată cu diode, iar energia nu poate curge în direcția opusă. Partea de energie electrică de mai sus nu are o cale de a curge înapoi în rețea și trebuie consumată local folosind rezistențe. Acesta este motivul pentru care trebuie utilizate unități de frânare consumatoare de energie, ceea ce duce direct la un consum ridicat de energie și la o eficiență generală scăzută.
Dezavantaje: Eficiență energetică scăzută și necesitatea instalării de unități de frânare și rezistențe de frânare.
Opțiunea 2: Acționare cu frecvență variabilă cu control al unității de feedback
Pentru a transmite energia regenerată înapoi și a îmbunătăți eficiența, se poate utiliza un dispozitiv de feedback energetic pentru a o transmite înapoi către rețeaua electrică. În acest fel, sistemul devine mai complex, iar investiția este mai mare. Așa-numitul dispozitiv de feedback energetic este de fapt un invertor activ. Prin instalarea unui convertor de frecvență cu o unitate de feedback energetic, utilizatorii pot determina curgerea, viteza și producția de lichid a unității de pompare pe baza nivelului lichidului și a presiunii sondei de petrol, reducând consumul de energie și îmbunătățind eficiența pompei; Reduce uzura echipamentelor, prelungește durata de viață, obține o eficiență ridicată, economie de energie și costuri reduse și realizează o funcționare automatizată în condiții de economisire maximă a energiei. Cu toate acestea, din cauza modului de funcționare al convertorului de frecvență și al dispozitivului de feedback, utilizarea schemei de feedback energetic provoacă o poluare armonică semnificativă la capătul alimentării cu energie, rezultând o scădere semnificativă a calității rețelei electrice.
Dezavantaje: Necesită instalarea de dispozitive de feedback, ceea ce este costisitor și provoacă o poluare semnificativă a rețelei electrice.
Prin explorarea aprofundată a procesului unității de pompare cu fascicul suspendat, se adoptă o logică software dedicată, bazată pe procesul de control al unității de pompare cu fascicul suspendat, și se utilizează un control dual în buclă închisă al energiei și puterii pentru a obține o ajustare continuă și lină a frecvenței de ieșire, a elimina controlul negativ al cuplului și a evita feedback-ul energiei cinetice a motorului și al tensiunii ridicate a magistralei de alimentare. În plus, se atinge obiectivul eliminării unității de frânare și a dispozitivului de feedback energetic, evitând diversele dezavantaje ale schemelor tradiționale de transformare a conversiei frecvenței.
Ideea centrală de control a acestei scheme este controlul puterii de ieșire constante. Convertorul de frecvență se bazează pe un mod de control PID cu o buclă de putere de ieșire constantă. Prin ajustarea frecvenței de ieșire, se poate obține un control constant al puterii de ieșire, ceea ce poate reduce eficient puterea medie de ieșire, poate realiza o economie eficientă de energie și poate proteja mecanismul unității de pompare, îndeplinind în același timp cerințele de impuls. Adică, convertorul de frecvență nu trebuie să seteze o frecvență de funcționare specifică, iar frecvența reală de ieșire este ajustată automat prin buclă închisă PID. În timpul cursei descendente, datorită inerției mari a sarcinii, când viteza sincronă este mai mică decât viteza motorului, motorul generează electricitate, iar cuplul de ieșire al convertorului de frecvență este negativ. În acest moment, convertorul de frecvență crește automat frecvența de ieșire pentru a elimina cuplul negativ și a evita ca motorul să intre într-o stare de generare. În timpul cursei descendente, energia potențială este complet convertită în energie cinetică. În acest moment, viteza este cea mai mare, iar inerția este maximă. Motorul decelerează pentru a efectua acțiunea de cursă ascendentă. Când viteza este mică, convertorul de frecvență funcționează în modul de reglare PID cu putere de ieșire constantă. În acest moment, convertorul de frecvență crește automat viteza de urcare pentru a finaliza acțiunea de urcare.
Pe parcursul întregului proces de control, se știe că motorul nu a fost în stare de generare, deci nu este necesară instalarea unei unități de frânare și a unui dispozitiv de feedback RBU. Între timp, pe parcursul întregului proces de cursă, cursa descendentă este lentă și poate fi imersat mai mult ulei; cursă ascendentă rapidă, reducând scurgerile de ulei: creșterea considerabilă a producției de ulei.
Avantaje: Nu este nevoie să instalați dispozitive de feedback sau de consum energetic, costuri mai mici; Procesul de extracție a uleiului este optimizat, îmbunătățind considerabil eficiența generală a mașinii; Tensiunea de magistrală a convertorului de frecvență este stabilă, consumul general de căldură este scăzut, iar stabilitatea generală este mai bună. Caracteristici tehnice:
Specific industriei: Bazat pe logica software a procesului de control al unității de pompare cu fascicul, se obțin soluții de vârf și specifice industriei.
Selecție de fiabilitate ridicată: Componentele cheie provin toate de la mărci autohtone și străine renumite, asigurând o stabilitate fiabilă și sigură a componentelor.
◆ Proiectare cu redundanță extinsă: Prin calcule riguroase și verificări experimentale, componentele cheie sunt proiectate cu marje mari pentru a asigura stabilitatea pe termen lung a întregii mașini în medii dure din câmpurile petroliere.
Control vectorial optimizat: control vectorial fără feedback de viteză, lider pe plan intern, cu cuplu ridicat de joasă frecvență și răspuns rapid la cuplu.
◆ Funcție software de limitare a curentului și tensiunii: Limitare bună a tensiunii și curentului, limitând eficient parametrii cheie de control pentru a reduce riscul de defecțiune a invertorului.
Adaptabilitate puternică la mediu: Cu un punct de supraîncălzire general ridicat, un design independent al conductei de aer și un tratament de vopsea îngroșat cu trei rezistențe, este mai potrivit pentru funcționarea pe termen lung în câmpuri petroliere în aer liber.
◆ Funcție de repornire cu urmărire a vitezei: obțineți o pornire lină a motoarelor rotative, fără impact
◆ Funcție de reglare automată a tensiunii: Când tensiunea rețelei se modifică, aceasta poate menține automat o tensiune de ieșire constantă
Protecție completă la defecțiuni: supracurent, supratensiune, subtensiune, supratemperatură, pierdere de fază, suprasarcină și alte funcții de protecție