Unité de pompage de champ pétrolifère Solution

1. Présentation

L'unité de pompage à faisceau, communément appelée "âne hochant la tête", est le principal équipement de l'industrie du pompage de pétrole, dont le nombre atteint plus de 100 000 unités. La capacité totale installée du moteur est de 35 millions de kW et la consommation électrique annuelle est supérieure à dix milliards de degrés. La consommation d'énergie de l'unité de pompage est d'environ 40 % de la consommation d'énergie totale dans les champs pétrolifères, et donc l'efficacité est très faible. Avec une efficacité de fonctionnement moyenne de 25 % et un faible facteur de puissance, il entraîne un important gaspillage d'énergie. Par conséquent, le potentiel d'économie d'énergie de "l'âne hochant la tête" est très considérable, et les industries pétrolières deviennent également un point clé de la promotion du "système de moteur à économie d'énergie". Cet article présente l'utilisation de la technologie de contrôle de fréquence, qui permet au mouvement de l'unité de pompage de s'adapter au changement de puits de pétrole, favorisant l'efficacité du système et atteignant l'objectif d'économie d'énergie et d'augmentation du rendement. 

2. Exigences de processus 

1. L'unité de pompage à arbre à poutre est la plus largement utilisée en Chine et se compose de trois parties :

(1) partie au sol : composée d'un moteur, d'un réducteur et de quatre bielles ;

(2) pièces souterraines : pompe à huile (soupape d'aspiration, cylindre de pompe, plongeur et soupape de vidange), qui pend à l'extrémité inférieure de la douille ;

(3) chaîne de tiges de pompage : la partie médiane reliant l'unité de pompage au sol et la pompe à huile souterraine.

2. La charge du moteur est modifiée selon le cycle de "l'âne hochant la tête" : lors du démarrage, la charge est importante et le couple de démarrage requis est également important. En fonctionnement normal, le taux de charge est très faible,  il est de l'ordre de 20% en général, et de 30% lorsqu'il est élevé. Il y a 2 valeurs crêtes dans la courbe de charge du moteur, respectivement sur les points morts de montée/descente. En l'absence d'équilibre, la charge sur la course montante/descendante est extrêmement inégale. Lors de la course ascendante, il doit soulever le train de tiges de pompage et la colonne de liquide, ce qui nécessite une grande quantité d'énergie du moteur . Pendant la course descendante, la chaîne de tiges agit sur le moteur et met le moteur dans l'état de production d'énergie. Habituellement, avec un bloc d'équilibrage dans la manivelle de l'unité de pompage, le déséquilibre de charge peut être éliminé dans la course montante/descendante. Plus le réglage du bloc d'équilibre est bon, plus le temps et l'énergie générés dans l'état de production d'énergie sont courts. La charge de pompage change tout le temps, mais il est impossible que le poids d'équilibrage soit modifié exactement de la même manière avec la charge de la ventouse, de sorte que pour la plupart des unités de pompage, le poids est en grave déséquilibre, ce qui entraîne un impact de courant important, dont la valeur maximale pourrait être 5 fois le courant de travail, et même jusqu'à 3 fois le courant nominal. Et avec un bon réglage du contrepoids, le courant d'impact pourrait être réduit à 1,5 fois le courant de travail normal.

Caractéristique de charge : un fonctionnement à vitesse constante ; 2 fois l'état de génération dans un cycle pour un couple variable et une charge de puissance variable en raison du poids, du couple de démarrage important et de la grande inertie. 

Le problème courant dans les champs pétrolifères domestiques lors de l'utilisation d'une unité de pompage : fonctionnement à long terme, grande capacité d'entraînement, faible rendement, grande consommation d'énergie, réglage peu pratique de la course et de la fréquence de course et pompage à vide.

3. Solutions des produits VEICHI  

Il existe de nombreuses tentatives de transformation à fréquence variable pour l'unité de pompage, mais toutes ont échoué. Les principaux problèmes sont les suivants :

(1) Il y a 2 fois l'état de génération dans un cycle pour l'unité de pompage, et surtout lorsque le poids est déséquilibré, la tension de la pompe est élevée. Cela n'élimine pas complètement le problème en augmentant le condensateur électrolytique côté CC ou en réduisant la résistance de freinage, et la tension de la pompe change également avec la vidange d'huile.

(2) Il a besoin d'un couple de démarrage plus important lors du démarrage de l'unité de pompage, et il est facile de provoquer un débordement ou un échec de démarrage avec un réglage de paramètre incorrect.

(3) Il est rarement pris en compte le changement de surface et de concentration d'huile dans l'ancienne conception de transformation à fréquence variable, ce qui entraîne un effet néfaste sur l'augmentation de la production.

4.VEICHI fournit les solutions suivantes pour les problèmes de transformation de l'unité de pompage :

(1) Adoptez la technologie de contrôle de fréquence pour faire correspondre la vitesse et la charge du moteur. Dans l'extraction primaire des puits, compte tenu de la grande capacité pétrolière, l'onduleur fonctionnera à 65,00 Hz et la vitesse du moteur augmentera de 30 %. Le taux de récupération d'huile est de 20 % supérieur à la fréquence de puissance et l'efficacité du travail augmentera de 1,2 fois. Dans les puits intermédiaires et ultérieurs, la capacité en huile diminue, de sorte qu'il faut réduire la vitesse de rotation et les courses. Généralement, l'onduleur fonctionne à 35 ~ 40,00 Hz et la vitesse du moteur diminue de 30 %. Le taux d'économie d'énergie peut atteindre 25 %, ce qui favorise le facteur de puissance.

(2) Réglage dynamique de la fréquence de course de l'unité de pompage. Avec l'extraction d'huile du moins profond au plus profond, la capacité d'huile diminue, de sorte que le degré de remplissage de la pompe sera insuffisant et l'efficacité de la pompe diminuera. Lorsque la capacité d'approvisionnement du puits de pétrole est inférieure au déplacement de la pompe, il y aura un pompage vide et un marteau liquide. La réduction de la fréquence, la diminution de la vitesse du moteur et l'amélioration du degré de plénitude permettront non seulement d'économiser de l'énergie, mais également d'augmenter la production de pétrole brut.

(3) Réglage dynamique de la vitesse de course montante/descendante de l'unité de pompage. Réduisez de manière appropriée la vitesse de course descendante pour améliorer le degré de remplissage de la pompe et augmentez la vitesse de course ascendante, ce qui pourrait réduire le coefficient de fuite d'ascension et faire fonctionner l'unité de pompage dans le meilleur état, de sorte qu'améliorer efficacement le rendement du brut huile par unité de temps.

(4) Grand couple de démarrage, faible charge de fonctionnement et grand courant d'impact. Pour résoudre fondamentalement les problèmes, il faut augmenter les paires de pôles du moteur ou augmenter le rapport de vitesse du réducteur et augmenter le couple de sortie. Normalement, l'onduleur fonctionne à 80 ~ 90,00 Hz, ce qui contribue également à réduire l'énergie dans l'état de production d'énergie et à réduire la tension de pompage.

(5) Traitement de l'énergie régénérative. Augmentez la capacité du condensateur de filtrage du côté CC ; réduire la valeur de la résistance de freinage ; augmenter la consommation d'énergie du système de freinage ; ou utilisez directement le frein de rétroaction pour réduire la perte d'énergie ; tandis que dans la production d'énergie, la fréquence augmente.

(6) Pas de pompage à vide et réglage dynamique de la vitesse de course montante/descendante et de la fréquence de course. Définissez la valeur nominale et détectez en temps réel la puissance de sortie du moteur pour contrôler la vitesse du moteur. Accélérez si elle est supérieure à la valeur standard, sinon décélérez pour obtenir un contrôle en boucle fermée.

5. Conclusion

L'application de l'onduleur AC80C dans l'unité de pompage de champ pétrolifère est très appréciée par les clients en raison de son effet d'économie d'énergie supérieur et de son efficacité de production. Les avantages spécifiques sont les trois points suivants :

1. Grand couple de démarrage. L'AC80C pourrait atteindre le couple élevé lors du démarrage de la course ascendante de l'unité de pompage grâce à son effet de démarrage supérieur ;

2. Bonne fonction de freinage. L'AC80C pourrait résoudre le retour d'énergie lors de la course descendante de l'unité de pompage grâce à ses bonnes performances de freinage ;

3. Excellent effet d'économie d'énergie. AC80C pourrait s'ajuster raisonnablement en fonction de la vitesse dans différentes conditions de travail de l'unité de pompage, ce qui résout considérablement l'énergie électrique nécessaire à la production et optimise le processus de production.