抽油机柔性拖动系统控制方法研究与设计

发布时间：2020-02-05 01:14

【摘要】：抽油机采油是油田各企业的耗能大户,其能耗高低直接关系着油田开发的经济效益及节能指标的完成情况。抽油机采油系统目前主要存在问题为抽油机拖动系统匹配不合理、电机功率利用率偏低、低产液量井泵充满系数低等。为了解决这些问题,胜利油田近年来在抽油机井上推广了大量的节能电机、调速控制装置等节能措施,但都只能在一定程度上解决部分问题,不能完全满足抽油机系统的节能降耗增产的需要,同时现有的抽油机监测信息处理系统还无法有效的利用多源信息来综合分析抽油机井的状态,从而也无法给出综合性、前馈性的调参策略,因此不能有效的解决抽油机高耗低效的问题。本文在调研国内外抽油机能耗及节电技术现状的基础上,结合油井实际工作环境,研究设计了一种抽油机专用调速拖动系统,包括永磁传动器与变极电机构成的拖动单元以及相应的监测控制单元。该系统通过实时监测系统,获取抽油机井的多源参数,对油井产能进行在线评估,并集成基于有效冲程的控制算法,通过对电机进行变极变速,实现油井冲次的动态跟踪,保证抽油机井高效工作。现场实验测试表明,该抽油机专用调速拖动系统能够有效的解决抽油机井大马拉小车的问题,降低电机容量,提高系统效率,达到节约能源保护环境的最终目的。
【图文】：

图 1-1 系统设计框图Fig1-1 System design diagram完成的研究内容：（1）永磁传动器与变极电机构建的拖动部件及拖动方案设计，以永磁传动器匹配小功率多极电机的输出扭矩特性以及抽油机井的各种工况，设计有载柔性调速装置，实现油井冲次的分级调整，并可根据负载力矩的变化自动切换转速，从而实现电机的软启动，增加电机运行效率，减小电机装机容量。（2）多源参数监测模块设计设计传感器容错性好、数据采样率传输率高、数据处理能力强的多源抽油机参数测试模块，对抽油机的参数包括：光杆示功图、油井动液面、电机输入端电压、电机输入端电电流等进行实时监测。（3）抽油机井运行工况在线诊断技术与控制方法研究

永磁传动器的工作特性与节能机构成与工作原理技术逐渐进入人们视线，现已经产生了许多制而成的永磁传动器，使得负载转轴和电机永磁转子固定在负载转轴上，，导体转子固有气隙，使得负载与电动机由机械链接转变金属氧化物永磁体相互作用产生转矩，通过磁传动器输出的转速与输入的转速存在差的存在，拖动电机的额定转差率得以提高机柔性启动与调速方案变得实际可行[14]。
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE933.1

【参考文献】

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本文编号：2576488