游梁式抽油机专用电动机控制系统
张希江1， 郭孟奇2， 周万玉3
(1中国石油集团渤海石油装备承德石油机械有限公司，河北承德067000；2中国石油集团渤海石油装备制造有限公司，天津300457；3新9市夏烽电器有限公司，河南辉县453621)
摘要：游梁式抽油机工作性质及环境具有特殊性，采用现代电子技术对电动机进行智能控制，超高转差率电动机和高转差率电动机作为其々用拖动没备，使电动机与游梁式抽油机达到合理匹配，取得较好的综合效益。
关键词：抽油机；专用电动机；智能控制；综合效益
中图分类号：TM301 2文献标识码zA文章编号：1673-6540( 2009112-0057-04
0 引言
利用游梁式抽油机采油是世界石油工业侍统的采油方式之一，也是迄今在采油工程中一直占主导地位的采油方式。现国内油田在用游梁式抽油机约10万台，其耗电量约占油田总用电量的百分之60以上。游梁式抽油机具有：惯性力矩较大，起动困难；周期性冲击载荷，且负荷随机变化频繁；连续工作在室外环境等特点。因此，用于拖动该设备的电动机及控制系统有别于一般设备的动力装置，对其研究有着十分重要的意义。
l 游梁式抽油机专用电动机
1.1标准推荐的电动机
国家发展和改革委员于2005年发布了中华人民共和目石油天然气行业标准SY/T 6636-2005《游梁式抽油机用电动机规范》，标准推荐超高转差率电动机和高转差率电动机作为驱动游梁式抽油机的专用电动机。
超高转差率电动机和高转差率电动机的主要特性有两个：(1)具有较大的堵转转矩，非常适合游梁式抽油机这种惯性力矩较大的负载起动；（2）具有较软的机械特性，可以使抽油机减速箱的****净扭矩取得最小值，有效地避免了减速箱打齿、抽油杆断拖等事故的发生，减少维修作业费用，提高系统效率。
目前，国内已成功开发了YCCH系列超高转差率电动机和YCH系列高转差率电动机（以下简称电动机），并已广泛应用于游梁式抽油机的拖动。
1.2使用中存在豹问题
考虑到游梁式抽油机的负荷受地下供液量、液体含蜡及含沙量、环境温度等因素的影响，电动机生产厂为了在不更换电动机的情况下，实现电动机与负载的合理匹配，电动机设计为多转矩(6极电动机为4档、8极电动机为3档)输出，见图1
电动机理想的工作状态为：(1)起动时，电动机无论在何种转矩状态下停机，均应在高转矩状态下起动，利用电动机具有的****扭矩能力，确保抽油机可靠的起动运行；(2)运行时，电动机输出扭矩应能根据负荷情况随机转换，达到与抽油机负载的合理匹配，充分发挥软机械特性的作用，使抽油机系统得到有效保护。
显然，电动机本身并不具备这种理想工作状态的控制能力。目前，油田在用电动机各转矩的切换大部分仍处于人工手动控制状态，多扭矩输出（软机械特性）的优势不能得到有效发挥。
2控制器的开发
利用59S08AC16单片机（CPU运行****频率为40 MHz，片内AD转换精度为10位）开发的数字化智能控制器（简称控制器），以其为核心部件组成游梁式抽油机专用电动机CKZZ控制系统，实现了电动机理想工作状态的控制。
2.1控制器的主要功能
控制器结构见图2。其主要功能如下：
(1)起动控制功能。通过逻辑控制保证电动机在高转矩状态下起动。
(2)智能切换转矩拴制功能。在电动机运行过程中，控制器采集电动机的运行电流和工作电压，根据采样值，计算负荷实际所需转矩值，经过与电动机各档转矩对比，选择电动机的适当输出转矩，实现电动机与负载的合理匹配。
(3)控制参数设置功能。控制器设有参数输入键，可方便地将电动机功率（转矩）、延时自起动时间等参数输出到控制器中，运行过程中呵进
行修改。
(4)参数显示功能。可显示功能和功能参数，在电动机运行过程中，显示负载电流、故障原因等。 |
