[實用新型]中壓潛油電泵智能磁控無級調壓啟動控制裝置

無效

• 申請號: 200720019547.1
• 申請日: 2007-03-19
• 公開（公告）號: CN201039048Y
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 王心剛;賀利;滿德金;陽忠
• 申請（專利權）人: 王心剛;賀利
• 主分類號: H02P1/28
• 分類號: H02P1/28;H02P13/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域：本實用新型涉及一種中壓潛油電泵智能磁控無級調壓啟動控制裝置。

二、背景技術：電潛泵的啟動方法有多種，如傳統的有級調壓啟動方法有：星/角變換啟動，自耦變壓器啟動，串連電抗器啟動等等。無級調壓啟動方法有：液阻軟啟動、晶閘管軟啟動、變頻啟動等。電潛泵主要啟動方法的特點如下：

1、液阻軟啟動：液阻是一種由電解液形成的電阻，它導電的本質是離子導電。它的阻值正比于相對的二塊電極板的距離，反比于電解液的電導率，極板距離和電導率都便于控制。液阻的熱容量大。液阻軟啟動有以下缺點：一是液阻箱容積大；二是移動極板需要有一套伺服機構，難以實現啟動方式的多樣化；三是液阻軟啟動維護周期短；四是液阻軟啟動裝置不適合于置放在易結冰或顛簸的現場。

2、晶閘管軟啟動：目前在低壓(380伏)范圍內，晶閘管軟啟動產品價格已經下降到液阻軟啟動的大約2倍。而其主要性能卻優于液阻軟啟動。與液阻軟啟動相比，它具有體積小、結構緊湊，功能齊全，菜單豐富，啟動重復性好，保護周全等優點。晶閘管軟啟動產品的缺點有：一是高壓產品的價格太高；二是晶閘管引起的高次諧波較嚴重；三是故障率高；尤其是中壓軟啟動，在潛油電泵控制中，一般啟動幾次就損壞了。

3、變頻啟動通過改變供電電源的頻率，啟動時，使潛油電機從零轉速開始，無級升到額定轉速，達到限制啟動電流的目的。目前在油田電泵井試用過的變頻啟動器有兩種形式：一是直接使用中壓變頻器；二是由升壓變壓器、降壓變壓器和低壓變頻器組成的變頻啟動器。變頻器的最大優勢是調速，而僅僅應用在電潛泵的啟動上，難以發揮其主要作用，所以，無論使用什么形式的變頻啟動，都存在造價太高，一次投資大的缺點。從油田電泵井曾經使用或正在使用的啟動控制器看，晶閘管軟啟動在使用了一段時間后，由于自身故障率高，經常造成電泵井的啟動失敗而逐漸淘汰；變頻軟啟動由于價格太高很難推廣。

目前，油田已進入高含水開發后期，大量采用電動潛油離心泵(簡稱電潛泵)提液上產成為一個重要的開發特點。隨著電潛泵井的增多及電潛泵的工作環境特殊，由于它或由它引起的故障將對生產帶來很大的影響，電潛泵在使用和維護的過程中，主要存在以下問題：耗能較大：電潛泵的功率一般在100KW左右。自身造價高：一套電泵機組至少十幾萬元。故障后的作業費用高：電泵出故障后，維修費用可高達十幾萬元。造成電潛泵故障的原因有多種，其中電潛泵的電機軸、泵軸、供電電纜這三項的損壞事故，可占電潛泵機組故障總數的50％，這些損壞除了制造使用的原因外，還與電潛泵的結構特點和啟動條件有關，而頻繁工頻啟動電潛泵是故障頻繁發生的主要原因，電潛泵在工頻啟動時，具有以下缺點：

1、啟動電流大：瞬時啟動電流約為額定工作電流的5～7倍，對電纜和電動機的沖擊較大。如果電纜、電動機使用年限較長，或本身存在質量缺陷，絕緣較差，就很容易發生電纜擊穿或電動機燒毀。

2、電機電纜壓降大：啟動時電機電纜的反壓較高，使絕緣性能降低，每次開機都會使電泵機組壽命大打折扣。

3、機械沖擊大：工頻啟動時，啟動鈕矩瞬間加到電潛泵軸上，對電潛泵的機械沖擊大，影響了電潛泵的使用壽命。

三、發明內容：本實用新型的目的在于提供一種能夠延長潛油電泵的維修周期，延長電泵油井的開采壽命，提高單井產量，降低單井生產成本的潛油電泵智能磁控無級調壓啟動控制裝置。

中壓潛油電泵智能磁控無級調壓啟動控制裝置包括磁控軟啟動裝置，通過串連在電機供電回路的一個電抗值可平滑調節的三相電抗器實現無級調壓啟動，磁控軟啟動包括磁飽和鐵芯電抗，磁飽和電抗器包括具有串在三相電動機定子進線側的交流繞組，還包括有控制鐵芯飽和程度的直流繞組，交流繞組每相采用了2個交流繞組，它們在直流繞組上的感應電勢是反極性的，磁控軟啟動裝置為電流反饋閉環控制，來實現恒流軟啟動、帶有限初始脈沖電流沖擊的軟啟動、斜坡電壓啟動，也可以實現軟停止，磁飽和電抗器冷卻方式為空氣自然冷卻。由PLC控制磁控軟啟動。還包括磁控電抗器調節器，其包括直流控制線圈、智能可控整流模塊、模塊保護電路，直流控制線圈負責給磁控電抗器加直流勵磁使其逐漸飽和，降低磁控電抗器的電壓；智能可控整流模塊由控制中心控制其輸出直流電壓，從而改變直流線圈的勵磁電流，達到控制電抗器飽和。控制中心采用工業PLC控制。