变频调速电泵机组合理的排量效率应为80%120%.三次采油技术的应用,电泵井产液量有较大的阶段性变化,导致电泵机组某一段时间内在极不合理状态下运行,严重影响机组寿命。同时,仅依靠油嘴调整产液,满足不了油井产液量变化的需要,更换电泵机组投入费用又比较高。因此,为了延长潜油电泵井的检泵周期,保证正常生产,可采用变频调速技术。
潜油电泵变频调速技术是运用变频控制屏和普通的潜油电泵机组配套调速的工艺技术,通过变频控制屏内的变频系统和微机控制系统,进行自动跟踪改变电源频率,从而改变电动机的转速,调节多级离心泵的排量,使潜油电泵的特性和油井生产能力相匹配、电泵机组在最佳工作区内工作,达到减少机械及电气故障、延长电泵井寿命、增产及节能的目的。变频器频率调节范围通常为3060Hz,能使电泵额定排量范围扩展到30%120%,扩大了潜油电泵的合理排量范围。
电泵变频调速技术主要有高压变频驱动系统与中压变频驱动系统。高压变频驱动系统的变频器采用高-低-高结构,即以低压变频器,配以升、降压变压器和输入、输出滤波器直接集成高压变频系统。高压变频系统采用的滤波器和变压器都是针对具体应用专门设计的,可有效地解决高次谐波长线传输的问题。加配降压及升压变压器,一次性生产投入成本有所下降。在中压范围(三相交流1300V,内实现频率的可调,中压变频器通过改变频率,部分电泵井不仅提高液量和油量,而且保证电泵井在合理的范围内运行。
电泵变频调速技术具有软启动功能、稳压保护功能、软失速功能和控制功能。变频器随着频率的逐级递增,缓慢、平稳地启动电动机;变频器可自动控制输向电动机的端电压,如发生过电压,变频器可自动稳压处理,发生欠电压,变频器可自动降频处理;变频器可控制机组转矩不超过额定水平,并且可在变频器上进行反转电动机操作,确保机组正常运转。
控制功能包括手动控制、转矩电流控制和间歇控制。手动控制是指在地面上可手动控制变频器输出频率范围,转矩电流控制是指可以控制电泵井液面;间歇控制是指对液面较深、供液能力差的井,利用高、低频供电自动循环方式给电动机供电。