油井加熱電源實(shí)現(xiàn)功率和頻率可調(diào)的中頻電源輸出。油井加熱電源充分利用中頻集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和圓環(huán)效應(yīng)原理,通過感應(yīng)加熱器和油管柱,使電能有效的轉(zhuǎn)化為熱能,從而達(dá)到油井降粘降稠、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的目的。
油井加熱電源特點(diǎn)
1 )油井加熱電源采用了先進(jìn)的移相控制技術(shù)和軟起動技術(shù),使工作更可靠。
2 )油井加熱電源采用美國德州儀器 TI公司 DSP數(shù)字微處理芯片為電源控制核心, PWM控制技術(shù),控制系統(tǒng)性能增強(qiáng)。
3 )人機(jī)對話的顯示界面,可通過觸摸屏選擇顯示工作頻率及電流、輸出脈沖的占空比、電流等,并可顯示故障狀態(tài),使顯示更直觀,更易于操作。
4 )輸出部分采用環(huán)形中頻變壓器,用于隔離輸入、輸出電壓,同時(shí)經(jīng)電容組與控制柜輸出相連接,起到隔直作用,防止由于直流偏磁或過勵(lì)磁產(chǎn)生的磁飽和,同時(shí)可起到串聯(lián)諧振的作用。中頻變壓器工作頻率高,自身能量損耗極低,整機(jī)效率提高。若頻率再提高,其體積可做得更小,工作效率更高。
5 )保護(hù)功能齊全。
設(shè)置了過流、短路、機(jī)內(nèi)溫升過高及過、欠壓保護(hù),功能更齊全,工作更可靠,避免了由于各種不正常因素而造成的損壞。
4.應(yīng)用效果
在勝利油田 、遼河油田等幾個(gè)稠油井分布的區(qū)域內(nèi)成功運(yùn)用了中頻電源加熱技術(shù)。通過現(xiàn)場調(diào)整,結(jié)合加熱電纜及功率,一般將頻率調(diào)至 500Hz-1000Hz左右,比工頻提高了 10倍,根據(jù)功率調(diào)整電流,一般 75kW的電源輸出電流在 80A左右, 93kW的電源在 100A左右,通過中頻變壓器,輸出電壓 800V左右(輸出電壓可調(diào)整),其加熱和節(jié)能等應(yīng)用效果十分明顯:
1 )功率因數(shù)明顯提高。原工頻加熱,功率因數(shù)約在 0.7左右,而用變頻電源加熱,經(jīng)測試都在 0.95以上。
2 )減少了對電網(wǎng)的污染。原工頻加熱,需三相變二相,造成變壓器輸入三相電壓嚴(yán)重不平衡,對電網(wǎng)污染嚴(yán)重。 由于油管變頻加熱電源采用交流一直流一交流逆變系統(tǒng)電路,應(yīng)用了電力電子器件 , 逆變輸出可調(diào)節(jié)的單相交流電 , 實(shí)現(xiàn)了三相輸人電流的平衡,無需增加配電變壓器的容量,可與抽油機(jī)共用一臺三相變壓器。功率因數(shù)提高,諧波含量明顯減少,減輕了對電網(wǎng)的污染。
3 )加熱效果明顯。根據(jù)集膚效應(yīng),頻率提高后,負(fù)載所獲得的能量提高,線路損耗也相應(yīng)減少從而提高了加熱效果。據(jù)測試,變頻加熱可比工頻加熱提前 1—2小時(shí)達(dá)到預(yù)定效果,而且溫度也要高。
4 )保護(hù)功能齊全。原工頻電源柜保護(hù)功能差,往往由于負(fù)載的短路、斷路及電壓的不穩(wěn)定,造成變壓器燒毀、工作不穩(wěn)定。而變頻電源柜由于 DSP的控制,其保護(hù)功能齊全,避免了由于電網(wǎng)及負(fù)載的故障引起的問題。保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
5 )節(jié)能效果明顯。據(jù)測試,每臺中頻電源柜比相應(yīng)的工頻柜節(jié)電都在 20%左右,有力的節(jié)約了電能,提高了工作效率,保證了加熱系統(tǒng)的效果。
變頻加熱是稠油熱采的一次**,我國的稠油資源相當(dāng)豐富,推廣該技術(shù),是采油行業(yè)節(jié)能減排的提高效率的有效途徑。