Strålpumpningsenheten är en deformerad fyrstångsmekanism, och dess övergripande strukturella egenskaper är som en balans. Ena änden är pumpbelastningen, och den andra änden är den balanserade tunga lasten. För fästet, om vridmomentet som bildas av pumpbelastningen och jämviktsbelastningen är lika eller ändras konsekvent, kan pumpenheten arbeta kontinuerligt och oavbrutet med mycket liten effekt. Det vill säga, pumpenhetens energibesparande teknik beror på balansen. Ju lägre balansförhållandet är, desto större effekt krävs från elmotorn. Eftersom pumpbelastningen ständigt förändras, och balansvikten inte kan vara helt förenlig med pumpbelastningen, gör det energibesparande tekniken för strålpumpningsenheter mycket komplex. Därför kan man säga att strålpumpningsenhetens energibesparande teknik är balanseringstekniken.
Introduktion till aktuell status för variabel frekvenstransformation av hängande strålar
Utifrån den faktiska situationen för frekvensomvandlingstransformation är majoriteten av motvikterna i pumpenheterna faktiskt allvarligt obalanserade, vilket resulterar i för hög stötström, vilket inte bara slösar bort mycket elektrisk energi i onödan, utan också allvarligt hotar utrustningens säkerhet. Samtidigt medför det stora svårigheter att använda frekvensomvandlarens hastighetsreglering: frekvensomvandlarens kapacitet väljs generellt baserat på motorns nominella effekt, och för hög stötström kan orsaka överbelastningsskydd för frekvensomvandlaren, som inte kan fungera normalt.
Dessutom finns det i det tidiga skedet av oljeutvinning en stor mängd oljelagring och tillräcklig vätsketillförsel. För att förbättra oljeutvinningseffektiviteten kan drift med fast frekvens användas för att säkerställa hög oljeproduktion. I mitten och senare skeden, på grund av minskad oljelagringskapacitet, är det dock lätt att orsaka otillräcklig vätsketillförsel. Om motorn fortfarande arbetar med det aktuella frekvenstillståndet kommer den oundvikligen att slösa elektrisk energi och orsaka onödiga förluster. Vid denna tidpunkt är det nödvändigt att beakta den faktiska arbetssituationen och på lämpligt sätt minska motorhastigheten och slaglängden för att effektivt förbättra laddningshastigheten.
Införandet av frekvensomvandlingsteknik i styrningen av strålpumpningsenheter är trendigt. Variabel frekvensreglering tillhör steglös hastighetsreglering, som bestämmer motorns arbetsfrekvens baserat på storleken på dess arbetsström. Detta möjliggör bekväm justering av pumpenhetens slaglängd beroende på förändringar i brunnsförhållandena, vilket uppnår energibesparing och förbättrar effektfaktorn i elnätet. Tillämpningen av vektorfrekvensomvandlingsteknik kan säkerställa låg hastighet och högt vridmoment, och hastigheten kan justeras smidigt och i stor utsträckning. Samtidigt har frekvensomvandlaren kompletta motorskyddsfunktioner, såsom kortslutning, överbelastning, överspänning, underspänning och stopp, vilket effektivt kan skydda motorn och den mekaniska utrustningen, säkerställa att utrustningen arbetar med en säker spänning och har många fördelar såsom smidig och tillförlitlig drift, förbättrad effektfaktor etc. Det är en idealisk lösning för omvandling av oljeproduktionsutrustning. De nuvarande mainstream-lösningarna är följande:
Alternativ 1: Frekvensomriktare med energiförbrukande bromsenhet
Denna metod är relativt enkel, men dess driftseffektivitet är låg. Detta beror främst på återkopplingen av energin som genereras av motorn under nedåtgående tillstånd vid konstant hastighetsdrift. Vid användning av en vanlig frekvensomvandlare är ingången diodlikriktad, och energin kan inte flöda i motsatt riktning. Ovanstående del av den elektriska energin har ingen väg att flöda tillbaka till elnätet och måste förbrukas lokalt med hjälp av motstånd. Det är därför energikrävande bromsenheter måste användas, vilket direkt leder till hög energiförbrukning och låg totaleffektivitet.
Nackdelar: Låg energieffektivitet och behovet av att installera bromsenheter och bromsmotstånd.
Alternativ 2: Frekvensomriktare med återkopplingsstyrning
För att återkoppla den regenererade energin och förbättra effektiviteten kan en energiåterkopplingsenhet användas för att återkoppla den regenererade energin till elnätet. På så sätt blir systemet mer komplext och investeringen högre. Den så kallade energiåterkopplingsenheten är i själva verket en aktiv växelriktare. Genom att installera en frekvensomvandlare med en energiåterkopplingsenhet kan användare bestämma spolning, hastighet och vätskeproduktion för pumpenheten baserat på vätskenivån och trycket i oljebrunnen, vilket minskar energiförbrukningen och förbättrar pumpeffektiviteten. Minska utrustningens slitage, förläng livslängden, uppnå hög effektivitet, energibesparing och låga kostnader, och realisera automatiserad drift under maximala energibesparande förhållanden. På grund av frekvensomvandlarens och återkopplingsenhetens arbetssätt orsakar dock användningen av energiåterkopplingsschemat betydande harmonisk förorening i strömförsörjningsänden, vilket resulterar i en betydande minskning av elnätets kvalitet.
Nackdelar: Det kräver installation av återkopplingsenheter, vilket är kostsamt och orsakar betydande föroreningar i elnätet.
Genom en djupgående utforskning av processen för den upphängda strålpumpningsenheten antas en dedikerad mjukvarulogik baserad på styrprocessen för den upphängda strålpumpningsenheten, och en dubbel sluten slinga för energi och effekt används för att uppnå kontinuerlig och jämn justering av utfrekvensen, eliminera negativ momentreglering och undvika återkoppling av motorns kinetiska energi och hög bussspänning. Dessutom uppnås målet att eliminera bromsenheten och energiåterkopplingsenheten, vilket undviker de olika nackdelarna med traditionella frekvensomvandlingstransformationsscheman.
Kärnstyrningsidén i detta schema är konstant uteffektreglering. Frekvensomvandlaren är baserad på ett PID-reglerläge med en konstant uteffektslinga. Genom att justera utfrekvensen kan konstant uteffektreglering uppnås, vilket effektivt kan minska den genomsnittliga uteffekten, uppnå effektiv energibesparing och skydda pumpmekanismen samtidigt som impulskraven uppfylls. Det vill säga, frekvensomvandlaren behöver inte ställa in en specifik driftsfrekvens, och den faktiska utfrekvensen justeras automatiskt via PID-sluten slinga. Under nedåtgående rörelse, på grund av lastens stora tröghet, när den synkrona hastigheten är lägre än motorhastigheten, genererar motorn elektricitet, och frekvensomvandlarens utgående vridmoment är negativt. Vid denna tidpunkt ökar frekvensomvandlaren automatiskt utfrekvensen för att eliminera det negativa vridmomentet och undvika att motorn hamnar i genererande tillstånd. Under uppåtgående rörelse omvandlas den potentiella energin helt till kinetisk energi. Vid denna tidpunkt är hastigheten högst och trögheten maximal. Motorn retarderar för att utföra uppåtgående rörelse. När hastigheten är låg arbetar frekvensomvandlaren i PID-regleringsläge med konstant uteffekt. Vid denna tidpunkt ökar frekvensomvandlaren automatiskt uppåtslagshastigheten för att slutföra uppåtslaget.
Genom hela styrprocessen är det känt att motorn inte har varit i genererande tillstånd, så det finns inget behov av att installera en bromsenhet eller RBU-återkopplingsenhet. Samtidigt, under hela slagförloppet, är nedslaget långsamt och mer olja kan doppas i; Snabbt uppslag, vilket minskar oljeläckage: ökar oljeproduktionen avsevärt.
Fördelar: Inget behov av att installera energiförbruknings- eller återkopplingsenheter, lägre kostnad; Och optimerad oljeutvinningsprocessen, vilket avsevärt förbättrar maskinens totala effektivitet; Frekvensomvandlarens busspänning är stabil, den totala värmeförbrukningen är låg och den totala stabiliteten är bättre. Tekniska egenskaper:
Branschspecifik: Baserat på programvarulogiken i strålpumpningsenhetens styrprocess uppnås verkligen branschspecifika och ledande lösningar.
Hög tillförlitlighet: Viktiga komponenter kommer alla från välkända inhemska och utländska varumärken, vilket säkerställer komponenternas pålitliga och pålitliga stabilitet.
◆ Design med stor redundans: Genom rigorösa beräkningar och experimentell verifiering konstrueras nyckelkomponenter med stora marginaler för att säkerställa hela maskinens långsiktiga stabilitet i tuffa oljefältsmiljöer.
Optimerad vektorkontroll: nationellt ledande hastighetsåterkopplingsfri vektorkontroll med högt lågfrekvent vridmoment och snabbt momentrespons.
◆ Programvarubaserad ström- och spänningsbegränsning: Bra spännings- och strömbegränsning, vilket effektivt begränsar viktiga styrparametrar för att minska risken för växelriktarfel.
Stark miljöanpassningsförmåga: Med en hög total överhettningspunkt, oberoende luftkanaldesign och förtjockad tretålig färgbehandling är den mer lämplig för långvarig drift i utomhusoljefält.
◆ Omstartsfunktion för hastighetsmätning: uppnå mjuk start av roterande motorer utan stötar
◆ Automatisk spänningsjusteringsfunktion: När nätspänningen ändras kan den automatiskt bibehålla en konstant utspänning
Omfattande felskydd: överström, överspänning, underspänning, övertemperatur, fasförlust, överbelastning och andra skyddsfunktioner