وحدة ضخ النفط Solution

1. نظرة عامة

وحدة ضخ الشعاع، المعروفة باسم "الحمار المتمايل"، هي المعدات الرئيسية في صناعة ضخ النفط، والتي يصل عددها إلى أكثر من 100 ألف وحدة. تبلغ القدرة المركبة الإجمالية للمحرك 35 مليون كيلو وات، ويتجاوز استهلاك الطاقة السنوي عشرة مليارات درجة. يبلغ استهلاك الطاقة لوحدة الضخ حوالي 40٪ من إجمالي استهلاك الطاقة في حقول النفط، وبالتالي فإن الكفاءة منخفضة للغاية. مع متوسط ​​كفاءة التشغيل بنسبة 25٪ ومعامل القدرة المنخفض، فإنه يؤدي إلى إهدار كبير للطاقة. لذلك، فإن إمكانات توفير الطاقة لـ "الحمار المتمايل" كبيرة جدًا، وتصبح صناعات النفط أيضًا نقطة رئيسية للترويج لـ "نظام المحرك الموفر للطاقة". تقدم هذه المقالة استخدام تكنولوجيا التحكم في التردد، مما يجعل حركة وحدة الضخ تتكيف مع تغير بئر النفط، مما يعزز كفاءة النظام ويحقق هدف توفير الطاقة وزيادة العائد.

2. متطلبات العملية

1. وحدة ضخ عمود الشعاع هي الأكثر استخدامًا في الصين وتتكون من ثلاثة أجزاء:

(1) الجزء الأرضي: يتكون من المحرك والمخفض وأربعة قضبان توصيل؛

(2) الأجزاء الموجودة تحت الأرض: مضخة الزيت (صمام الشفط، أسطوانة المضخة، المكبس وصمام التصريف)، والتي تتدلى في الطرف السفلي من الجلبة؛

(3) سلسلة قضيب الشفط: الجزء الأوسط الذي يربط وحدة الضخ الأرضية ومضخة الزيت الموجودة تحت الأرض.

2. يتم تغيير حمل المحرك وفقًا لدورة "الحمار المتمايل": عند بدء التشغيل، يكون الحمل كبيرًا وعزم الدوران المطلوب لبدء التشغيل كبير أيضًا. في التشغيل العادي، يكون معدل الحمل منخفضًا جدًا، وهو حوالي 20% عمومًا، و30% عندما يكون مرتفعًا. توجد قيمتان ذروتين في منحنى حمل المحرك، على التوالي عند النقاط الميتة لضربة الصعود/الهبوط. في حالة عدم التوازن، يكون الحمل في ضربة الصعود/الهبوط غير متساوٍ للغاية. أثناء ضربة الصعود، يحتاج إلى رفع سلسلة قضيب الضخ وعمود السائل، الأمر الذي يتطلب قدرًا كبيرًا من طاقة المحرك. أثناء ضربة الهبوط، تعمل سلسلة القضيب على المحرك وتجعل المحرك في حالة توليد الطاقة. عادةً ما يمكن القضاء على اختلال توازن الحمل في ضربة الصعود/الهبوط باستخدام كتلة توازن في مرفق وحدة الضخ. كلما كان ضبط كتلة التوازن أفضل، كان الوقت والطاقة المولدة في حالة توليد الطاقة أقل. يتغير حمل الضخ طوال الوقت، ولكن من المستحيل تغيير وزن التوازن بنفس طريقة تغيير حمل المصاصة، وبالتالي فإن معظم وحدات الضخ تكون غير متوازنة بشكل خطير، مما يؤدي إلى تأثير تيار كبير، حيث يمكن أن تكون القيمة القصوى 5 أضعاف تيار العمل، وحتى 3 أضعاف التيار المقدر. ومع التعديل الجيد لوزن التوازن، يمكن تقليل تيار التأثير إلى 1.5 مرة من تيار العمل العادي.

خصائص الحمل: تشغيل بسرعة ثابتة؛ حالة توليد 2 مرات في دورة لعزم الدوران المتغير وحمل الطاقة المتغير بسبب الوزن وعزم بدء التشغيل الكبير والقصور الذاتي الكبير. 

المشكلة الشائعة في حقول النفط المحلية عند استخدام وحدة الضخ: التشغيل طويل الأمد، وسعة القيادة الكبيرة، والكفاءة المنخفضة، واستهلاك الطاقة الكبير، والتعديل غير المريح للشوط وتردد الشوط والضخ الفارغ.

3. حلول منتجات VEICHI  

هناك العديد من المحاولات لتحويل التردد المتغير لوحدة الضخ، ولكن جميعها باءت بالفشل. المشاكل الرئيسية هي كما يلي:

(1) هناك حالتان للتوليد في دورة وحدة الضخ، وخاصة عندما يكون الوزن غير متوازن، يكون جهد المضخة مرتفعًا. لا يزيل هذا المشكلة تمامًا عن طريق زيادة المكثف الكهروليتي على جانب التيار المستمر أو تقليل مقاومة الكبح، ويتغير جهد المضخة أيضًا مع تغيير الزيت.

(2) يحتاج إلى عزم بدء أكبر عند بدء تشغيل وحدة الضخ، ومن السهل أن يؤدي ذلك إلى فيضان أو فشل بدء التشغيل مع ضبط المعلمات بشكل غير صحيح.

(3) نادرًا ما يتم النظر في تغيير سطح الزيت وتركيز الزيت في تصميم تحويل التردد المتغير القديم، مما يؤدي إلى تأثير سيئ على زيادة الإنتاج.

4. توفر VEICHI الحلول التالية لمشاكل تحويل وحدة الضخ:

(1) اعتماد تقنية التحكم في التردد لتتناسب مع سرعة المحرك والحمل. في التعدين الأولي للآبار، مع الأخذ في الاعتبار سعة الزيت الكبيرة، سيعمل العاكس عند 65.00 هرتز، وستزداد سرعة المحرك بنسبة 30٪. معدل استرداد الزيت أعلى بنسبة 20٪ من تردد الطاقة، وستزداد كفاءة العمل بمقدار 1.2 مرة. في الآبار الوسطى واللاحقة، تنخفض سعة الزيت، بحيث تحتاج إلى تقليل سرعة الدوران والضربات. بشكل عام، يعمل العاكس عند 35 ~ 40.00 هرتز، وستنخفض سرعة المحرك بنسبة 30٪. يصل معدل توفير الطاقة إلى 25٪، وبالتالي يتم تعزيز عامل القدرة.

(2) التعديل الديناميكي لتردد ضربة وحدة الضخ. مع استخراج الزيت من الأضحل إلى الأعمق، تنخفض سعة الزيت، بحيث تكون درجة ملء المضخة غير كافية وستنخفض كفاءة المضخة. عندما تكون سعة الإمداد لبئر النفط أقل من إزاحة المضخة، سيكون هناك ضخ فارغ ومطرقة سائلة. إن تقليل التردد، وخفض سرعة المحرك، وتحسين درجة الامتلاء، لن يوفر الطاقة فحسب، بل سيزيد أيضًا من إنتاج النفط الخام.

(3) التعديل الديناميكي لسرعة الشوط العلوي / السفلي لوحدة الضخ. قم بتقليل سرعة الشوط السفلي بشكل مناسب لتحسين درجة امتلاء المضخة وزيادة سرعة الشوط العلوي، مما قد يقلل من معامل تسرب الصعود، ويجعل وحدة الضخ تعمل في أفضل حالة، بحيث يتم تحسين إنتاج النفط الخام بشكل فعال لكل وحدة زمنية.

(4) عزم بدء تشغيل كبير، وحمل تشغيل منخفض وتيار تأثير كبير. لحل المشكلات بشكل أساسي، يلزم زيادة أزواج أقطاب المحرك أو زيادة نسبة سرعة المخفض، وزيادة عزم الدوران الناتج. يعمل العاكس عادة عند 80 ~ 90.00 هرتز، مما يساعد أيضًا على تقليل الطاقة في حالة توليد الطاقة وتقليل جهد الضخ.

(5) معالجة الطاقة المتجددة. زيادة سعة مكثف الفلتر على جانب التيار المستمر؛ تقليل قيمة مقاومة الكبح؛ زيادة استهلاك الطاقة لنظام الكبح؛ أو استخدام فرامل التغذية الراجعة مباشرة لتقليل فقد الطاقة؛ أثناء توليد الطاقة، يزداد التردد.

(6) لا يوجد ضخ فارغ، وضبط ديناميكي لسرعة الشوط لأعلى/لأسفل وتردد الشوط. اضبط القيمة المقدرة واكتشف في الوقت الفعلي طاقة خرج المحرك للتحكم في سرعة المحرك. قم بالتسريع إذا كانت أكبر من القيمة القياسية، وإلا فقم بالتباطؤ لتحقيق التحكم في الحلقة المغلقة.

5. الخاتمة

يحظى تطبيق العاكس AC80C في وحدة ضخ حقول النفط بإشادة كبيرة من قبل العملاء بسبب تأثيره الموفر للطاقة وكفاءة الإنتاج. المزايا المحددة هي النقاط الثلاث التالية:

1. عزم بدء تشغيل كبير. يمكن لـ AC80C تحقيق عزم دوران كبير عند بدء التشغيل في الشوط العلوي لوحدة الضخ بفضل تأثير بدء التشغيل المتفوق؛

2. وظيفة كبح جيدة. يمكن لـ AC80C حل مشكلة ردود الفعل للطاقة في الشوط السفلي لوحدة الضخ بفضل أدائها الجيد في الكبح؛

3. تأثير توفير طاقة ممتاز. يمكن لـ AC80C التعديل بشكل معقول وفقًا للسرعة في ظروف العمل المختلفة لوحدة الضخ، مما يحل بشكل كبير مشكلة الطاقة الكهربائية اللازمة للإنتاج ويحسن عملية الإنتاج.