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KV2000系列变频器在油田抽油机(磕头机)上的应用
科姆龙电气
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一.抽油机的工作原理及组成
当抽油机工作时,驴头悬点上作用的负载是变化的。工作分为两个冲程,抽油机上冲程时,驴头悬点需提起抽油杆柱和液柱,在抽油机未进行平衡的条件下,电动机就要付出很大的能量,这时电动处于电动状态。在下冲程时,抽油机杆柱转拉动对电动机做功,使电动机处于发电机的运行状态。抽油机未进行平衡时,上、下冲程的负载极度不均匀,这样将严重地影响抽油机的四连杆机构、减速箱和电动机的效率和寿命,恶化抽油杆的工作条件,增加它的断裂次数。为了消除这些缺点,一般在抽油机的游梁尾部或曲柄上或两处都加上了平衡重,如图一所示。这样一来,在悬点下冲程时,要把平衡重从低处抬到高处,增加平衡重的位能。为了抬高平衡配重,除了依靠抽油杆柱下落所释放的位能外,还要电动机付出部分能量。在上冲程时,平衡重由高处下落,把下冲程时储存的位能释放出来,帮助电动机提升抽油杆和液柱,减少了电动机在上冲程时所需给出的能量。目前使用较多的游梁式抽油机,都采用了加平衡配重的工作方式,因此在抽油机的一个工作循环中,有一个电动运行状态和一个发电机运行状态。当平衡配重调节较好时,其发电机运行状态的时间和产生的能量都较小。

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1—底座;2—支架;3—悬绳器;4—驴头;5—游梁; 6—横梁轴承座;7—横梁;8—连杆;9—曲柄销装置; 10—曲柄装置;11—减速器;12—刹车保险装置; 13—刹车装置;14—电动机;15—配电箱

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二.抽油控制器的系统图及控制特点
系统组成由人机界面,三菱PLC,KV2000系列变频器,制动单元,制动电阻。在整个系统中PLC和变频器,触摸屏均通过RS-485进行串行通讯。

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整个控制系统特点:
1. 可实现对抽油机的多种控制:空抽控制,定时启停控制,负荷超限停机控制,连喷带抽控制,启停的远程控制。
2. 自动记录抽油机工作过程,保存工作状态信息。自动判断抽油机工作是否正常,给出报警信息。
3. KV2000系列变频器对电机参数有自动调谐功能,可自动测出电机特性并自动设定其相关的参数。
4. 变频器提供多组信号输入方式,包括温度检测信号,模拟信号,数字信号输入,以及脉冲信号的输入,包括故障继电器报警输出。
5. 通过人机界面可实对变频器的监控功能:频率设定,频率改写,输出电压,电流等。对变频器的控制功能:运行,停机,故障复位等。
6. 高效节能,增产。变频器的控制程序是根据油田实际情况,它能自主判断抽油机运行的上下冲程,根据油井的实际情况,实时调节上下冲程的速度,达到实际抽油时,不更改每分钟的抽油次数,但增加每次抽油时的采油量,提高抽油机的产量。 1/14/2009


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