博世力士乐变频调速技术在石油化工行业的应用

1 引言
         自二十世纪八十年代以来，变频调速技术已广泛地应用于我国国民经济的各行各业，石油化工行业也不例外。不管是原油、天然气的开采，还是炼油、化工装置，直至下游最终化纤、塑料、化肥等大量工艺都应用了变频调速技术（特别是合成纤维工业，变频几乎是唯一方案）。石油化工行业应用变频调速技术的理由有两个：
第一，生产工艺要求调速运行，提高产量和质量；
第二，节能减排、环境保护的需要。由于石油化工行业有众多的离心式风机、泵类和气体压缩机，调速方式改变流量可以节省可观的电能，节电的同时也有效减排有害气体，实现环保。

2 变频调速在石油钻机中的应用（变频石油钻机）
          地质勘探到石油或天然气矿源，需要钻井地下数千米，开采到原油或天然气。因此，钻一个发现井（评价井），几个试验井以及大量的生产井，这样方才形成一定规模的油田井坊。
         石油钻机是石油开采的重要设备。钻机过去有柴油发电机组，交流电网供电及直流驱动钻机，目前交流变频钻机已成为新型电驱钻机，它具有诸多直流钻机无法企及的优越性，是石油钻机今后发展的趋势。
2.1石油钻机变频调速应用实例
         应用实例：延长石油管理局井下钻井公司3000米深度的钻机。采用博世力士乐（西安）电子传动与控制有限公司FECG02•1­315k­3P400型变频器，3φ，380V，315kW、650A。使用效果良好。
 2.2石油钻机采用变频调速技术的理由
（1）不同的断层地质，应有不同的钻机速度。通过调节转盘转速和钻进压力，从而改变钻机的钻进速度。
（2）变频调速可以实现软起动，减小电流冲击，避免巨大的电磁应力和机械应力，延长钻机的使用寿命。
（3）鉴于钻机工况的特殊性，当钻机遇到岩石等硬质层时，会发生卡机情况，电流会急剧上升。由于采取了灵敏电流传感器取样及功率模块IGBT管结压降保护措施，变频器会在极短的时间内封锁输出，从而保护钻机设备。

3 采油用抽油泵和潜油泵的变频调速系统
          采油工作任务就是最大限度地将原油从油层中采到地面上来，油井是连结油层和地面的通道。
采油方法是指将流到井底的原油采到地面上所用的方法。
采油方法一般有二种：
1）自喷采油（利用油田内的本身能量）；
2）人工举升采油（利用外界能量），或称机械采油。
由于我国多数油田的天然能量不足，自喷采油方法很少见，而采用两种抽油机——杆泵往复式抽油机（又称磕头式抽油机）及地下潜油离心式电动泵抽油机。

图3为磕头式抽油装置示意图：
●　地石阶 旋转运动变为往复运动；
●　抽油杆 （约8米长）连接驴头和深井泵；
●　活塞式 （容积式）深井泵。
        变频调速游梁式抽油机，驱动电动机由变频器供电，不需要机械变速挡和调节过程。若采用变频调速的游梁式抽油机，无极平滑调节电机转速，即可调节深井泵的抽液量。其间不需要停机更换皮带盘，也无需改变深井泵活塞的冲程，还可以实现电动机软起动。
         采用变频调速系统，可使抽油机动态适应油井负荷变化，也可方便地进行参数调节以实现最经济的控制。同时其软起动性能好，可延长抽油机寿命，减少维修费用。
应用实例：延长石油靖边、衡山等采油厂抽油机采用变频调速。采用博世力士乐变频器，3 φ， 380V，5.5kW及5.5kW，一次改造128眼油井，收到了良好的节电效果，节电率在20%以上，增产效果亦较理想。
3.2 潜油电动离心泵抽油机的变频调速
有杆深井泵采油不适用于：
●　油层厚度大的油井；
●　出油能力强的油井；
●　产液量高的油井。
而潜油离心电泵具有排量大，扬程高的特点，适用于大液量开采的油田。