科姆龍KV2000系列變頻器在油田抽油機上的應用

                     
       一．抽油機的工作原理及組成
       
       當抽油機工作時，驢頭懸點上作用的負載是變化的。工作分為兩個沖程，抽油機上沖程時，驢頭懸點需提起抽油桿柱和液柱，在抽油機未進行平衡的條件下，電動機就要付出很大的能量，這時電動處于電動狀態。在下沖程時，抽油機桿柱轉拉動對電動機做功，使電動機處于發電機的運行狀態。抽油機未進行平衡時，上、下沖程的負載極度不均勻，這樣將嚴重地影響抽油機的四連桿機構、減速箱和電動機的效率和壽命，惡化抽油桿的工作條件，增加它的斷裂次數。為了消除這些缺點，一般在抽油機的游梁尾部或曲柄上或兩處都加上了平衡重，如圖一所示。這樣一來，在懸點下沖程時，要把平衡重從低處抬到高處，增加平衡重的位能。為了抬高平衡配重，除了依靠抽油桿柱下落所釋放的位能外，還要電動機付出部分能量。在上沖程時，平衡重由高處下落，把下沖程時儲存的位能釋放出來，幫助電動機提升抽油桿和液柱，減少了電動機在上沖程時所需給出的能量。目前使用較多的游梁式抽油機，都采用了加平衡配重的工作方式，因此在抽油機的一個工作循環中，有一個電動運行狀態和一個發電機運行狀態。當平衡配重調節較好時，其發電機運行狀態的時間和產生的能量都較小。
                  
       1—底座；2—支架；3—懸繩器；4—驢頭；5—游梁； 6—橫梁軸承座；7—橫梁；8—連桿；9—曲柄銷裝置； 10—曲柄裝置；11—減速器；12—剎車保險裝置； 13—剎車裝置；14—電動機；15—配電箱。 



       二．抽油控制器的系統圖及控制特點
      
       系統組成由人機界面，三菱PLC，KV2000系列變頻器，制動單元，制動電阻。在整個系統中PLC和變頻器，觸摸屏均通過RS-485進行串行通訊。

整個控制系統特點：

       1． 可實現對抽油機的多種控制：空抽控制，定時啟停控制，負荷超限停機控制,連噴帶抽控制，啟停的遠程控制。 

       2． 自動記錄抽油機工作過程,保存工作狀態信息。自動判斷抽油機工作是否正常,給出報警信息。

       3． KV2000系列變頻器對電機參數有自動調諧功能，可自動測出電機特性并自動設定其相關的參數。

       4． 變頻器提供多組信號輸入方式，包括溫度檢測信號，模擬信號，數字信號輸入，以及脈沖信號的輸入，包括故障繼電器報警輸出。

       5． 通過人機界面可實對變頻器的監控功能：頻率設定，頻率改寫，輸出電壓，電流等。對變頻器的控制功能：運行，停機，故障復位等。

       6． 高效節能，增產。變頻器的控制程序是根據油田實際情況，它能自主判斷抽油機運行的上下沖程，根據油井的實際情況，實時調節上下沖程的速度，達到實際抽油時，不更改每分鐘的抽油次數，但增加每次抽油時的采油量，提高抽油機的產量。