变速驱动抽油机变速驱动技术
从变速的作用范围来看,可以将变速驱动技术分为宏观变速驱动和微观变速驱动2大类。
宏观变速驱动
该变速驱动技术主要从冲次层面上对油井抽汲速度进行调节。在抽油机井中,冲次反映的是柱塞平均每分钟完成一个完整的上下往复运动的次数,表征的是整个系统运行的平均运动速度。冲次提高,电机的平均转速、曲柄的平均角速度以及抽油泵的平均抽汲速度等也会随之提高。抽油机变速驱动技术在发展初期,主要是通过调节抽油机井的冲次来实现供采平衡的。由于冲次描述的是一个周期系统整体的运行快慢,是个宏观物理量,所以此时以调节冲次为基础的变速驱动技术又称为抽油机宏观变速驱动技术。
微观变速驱动
该变速驱动技术将冲次不断细化,在保证整体冲次基本不变的前提下,深入到冲次周期内每一时间点的系统抽汲速度,通过改变一个周期内电机速度的分布剖面,对抽油机系统进行变速调节。在油井的生产状况、地层供液能力不变的情况下,针对特定的预期目标,例如产量提高或能耗降低,理论上一个周期内每一时间点电机的转速都有一个最优值,抽油机微观变速驱动与控制技术就是为了在不同油井条件下实现系统最佳运行状态。
实现方式
根据变速原理的不同,抽油机变速驱动的实现方式主要可以分为2种。
1)调压调速。
当负载转矩一定时,电源电压降低会使转差率增大,电机转速减小,利用异步电机的这种机械特性,通过改变电源电压的大小对异步电机的转速进行调节。
2)变频调速。
根据异步电机转速公式,电机转速与电源频率成正比,通过改变电源频率的大小可调节异步电机的转速。