螺杆泵井控制柜应用的认识

【摘要】在油田生产过程中，随着螺杆泵采油技术不断成熟，大庆油田使用螺杆泵井数量不断增多，大批新型螺杆泵配套设备相继问世，螺杆泵井控制柜是专为螺杆泵井采油开发的一种新型产品，为螺杆泵井在油田推广应用方面及辅助配套工艺方面提供了坚实的基础。

【关键词】螺杆泵井 螺杆泵井控制柜 泵况诊断 作业两率 节能

1 变频螺杆泵控制柜的使用

1.1 变频型螺杆泵井控制柜的特点

变频型螺杆泵井控制柜拥有两套控制系统―变频和工频控制系统，当调为工频控制时，其功能与普通型螺杆泵井控制柜相同，当调为变频控制时它又有了许多的优点。

1.2 变频型控制柜转数调整方便快捷

螺杆泵井在生产过程中经常会进行参数调整，保证螺杆泵井供采平衡，采用螺杆泵变频控制柜后，螺杆泵井调参方便快捷，省时省力，并且调参范围广，可以无级调整，变频柜调整范围为0-100HZ，举例来说：一口螺杆泵井目前工频是67转/分，安装变频后，利用频率调整转数范围为0-134转/分和0-67转/分，如果螺杆泵井转数为103转/分，则其调整范围为0-206转/分和0-103转/分，螺杆泵变频控制柜具有无级调整转数的功能，它可以根据螺杆泵井的工作状态（产液量、沉没度、电流和扭矩等）进行合理调整螺杆泵井转数，从而使螺杆泵井达到供采平衡，保证螺杆泵井在合理有效的状态下工作。

1.3 变频柜可为螺杆泵井泵况诊断提供参数依据

螺杆泵井泵况诊断一直是一个难题，当螺杆泵井出现杆断、泵漏、管漏等问题时，不像抽油机井那样有功图可以比较准确的判断井下故障，只能通过电流，测有功功率及憋泵相结合来判断井下异常，并且需要测试人员上井来测电参。而使用螺杆泵变频控制柜后，可根据变频柜显示器上显示的频率、电流、转数和扭矩数据来判断井下故障，螺杆泵井在正常运行时，一般电流为25-40A，转矩为1500-3000，频率和转数成正比，转矩与电流也都随转数增加而增加。

当螺杆泵井泵况异常，量油下降或无液，电流和转矩比正常时下降，再与憋泵情况相结合，可以判断螺杆泵井异常原因，当螺杆泵井憋泵不起压，停机无反转时，转矩在300以下则可判断为螺杆泵井抽油杆断脱，根据一年来抽油杆断脱及作业情况发现转矩大小可以反映抽油杆折断位置，转矩在300左右时断点在下部，200左右断点在中间部位，100左右断点在上部；泵漏和管漏时停机会有反转现象，电流略有下降，根据漏失量的不同，扭矩也有不同程度的下降，但变化范围较大，一般在400 ～ 1500 之间，漏失井必须与憋泵相结合，才能更加准确判断螺杆泵漏失情况，漏失严重的量油无液扭矩可降到400左右，有时需要上吊车上提载荷及观察杆柱旋转变化情况，来判断是漏失还是杆断。

因此，螺杆泵变频控制柜为螺杆泵井泵况判断提供了可靠的依据，且不需要测试班再测有功功率，采油工巡检时就能够及时发现。

1.4 为降低两率，制定措施提供强大的数据支持

变频型螺杆泵井控制柜除了显示频率、电流、转数等参数外，还具有过载、过压、欠压、过热、短路、数据保护、堵转保护等功能；这些功能可有效地保证螺杆泵井在合理的参数下正常运转，当发生上述故障，影响电机正常运转时变频柜就启动保护功能，自动停机，防止抽油杆扭断，保护螺杆泵井的设备部件不被损坏，然后根据变频柜显示器提示的故障原因制定整改措施，进行整改。如果是电路故障就进行电路维修，如是参数问题就要及时调整参数保证螺杆泵井合里运行；如载荷过大有蜡影响就及时热洗，并合理制定热洗周期，保证螺杆泵井正常运行。因此，变频型螺杆泵井控制柜具有的这些保护功能不仅对降低螺杆泵井作业两率有较大的保障，还对螺杆泵井调参和热洗措施的制定提供强大的数据支持。1.5 节能效果及经济效益可观

在应用中通过比较分析发现变频型螺杆泵井控制柜具有较好的节能效果，可以创造可观的经济效益：

1.5.1降低启动时的冲击载荷

变频型螺杆泵井控制柜变频启动为软起动，大大的降低了启动时的冲击载荷，这样既降低了能耗也保护了螺杆泵井设备不被损坏，提高了功效。

1.5.2提高螺杆泵井的系统效率

变频型螺杆泵井控制柜转数调整为无级调整，从而使螺杆泵井参数更趋于合理，降低参数不合理对能耗的影响，也就是说，每口井都可以找到一个最佳的转数，在这个转数下工作效率最高、最节能。

1.5.3降低热洗时的能耗

螺杆泵井变频控制柜在热洗时，可以提高螺杆泵井的转数，从而提高螺杆泵井的理论排量，以达到热洗的最佳效果，这样既提高了热洗质量又降低了热洗时间，达到了节能的目的。

2 直驱型螺杆泵井控制柜的特点

直驱型螺杆泵井控制柜与变频控制柜相比，同样具有螺杆泵井调参方便快捷，省时省力，并且调参范围广，可以无级调整，从而使螺杆泵井达到供采平衡，保证螺杆泵井在合理有效的状态下工作。也具有过载、过压、欠压、过热保护等功能；这些功能可有效地保证螺杆泵井在合理的参数下正常运转，当发生上述故障，影响电机正常运转时变频柜就启动保护功能，自动停机，防止抽油杆扭断，保护螺杆泵井的设备部件不被损坏，然后根据控制柜显示器提示的故障原因制定整改措施，进行整改。直驱型螺杆泵井控制柜还具有较好的节能效果，提高螺杆泵井的系统效率，提高螺杆泵井有效时率，从而可以创造可观的经济效益。但直驱螺杆泵井泵况诊断比变频控制柜困难，没有强大数据支持。

3 螺杆泵井控制柜应用中的几点不足

螺杆泵井控制柜虽各具各的优点，但在应用过程中还发现有一些不足之处：

（1）现场应用螺杆泵井控制柜种类繁杂，不利于日常管理维护保养。

（2）连续监测仪控制柜应用数量较少，且录取数据及上传较困难，且与普通型控制柜调参较困难。

（3）螺杆泵变频控制柜维修保养及事故处理比较困难。

螺杆泵变频控制柜电器元件较多，技术较先进，维修保养及事故处理比较困难，没有专业维修人员，厂家过了保修期后，维修费用高且维修不及实。

（4）变频型螺杆泵变频控制柜功能挖潜。

由于变频型螺杆泵变频控制柜操作人员对其性能不了解，有些功能没有被利用，需要进一步挖潜，提高其更大功效。

（5）直驱型控制柜泵况诊断较困难。

4 主要结论及认识

（1）螺杆泵控制柜的应用为螺杆泵井的管理提供了便利条件，为螺杆泵的普及打下了良好的基础，但由于螺杆泵控制柜种类太多，也增加了日常维护保养的难度；

（2）螺杆泵变频控制柜性能最优，其结构简单，布局合理，调参方便，可为螺杆泵井泵况诊断、降低两率、制定措施提供强大的数据支持，且具有高可靠性、高智能化、高适应性及良好的节能效果等特点，希望在今后能增加这种变频柜的数量；

总之，通过现场应用，说明螺杆泵变频控制柜具有较好的应用效果和经济效益，具有广阔的应用前景。统一型号便于管理是今后螺杆泵井控制柜的发展趋势和要求。最后找到一种最适合螺杆泵井生产的控制柜，全面统一使用，以达到最佳的经济效果。

参考文献

[1] 崔金榜，等.螺杆泵工况测试技术研究[J].石油钻采工艺，1999，21（6）

[2] 彭勇，等.螺杆泵采油系统工况参数测试仪的研制[J].石油矿场机械，2001，30（3）