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1引言

原油田修井機井的缺點(diǎn)：柴油機械耗能高，排放大量的廢氣，污染環(huán)境。機械傳動(dòng)零件磨損嚴重，事故率高，操作過(guò)程復雜，工人勞動(dòng)強度高。噪聲高。
2油田修井機采用變頻器的優(yōu)點(diǎn)
（1）用變頻調速電機（普通三相異步電動(dòng)機也可）代替柴油機，可以省去一大部分的機械傳動(dòng)裝置，少出故障，減少維修，提高效率。
（2）以“電驅代替油驅”，可以節省昂貴的柴油。
（3）沒(méi)有廢氣的排放，做到清潔環(huán)保。社會(huì )效益可觀(guān)。
（4）電驅自動(dòng)化程度更強，減少工人的勞動(dòng)強度，提高工作效率。 
3修井機變頻器的功能特點(diǎn)
3.1應用環(huán)境和工作方式
（1）為油田油井作業(yè)機變頻調速電動(dòng)機提供電源。
（2）工作方式：主要提升、下放油管、類(lèi)似吊車(chē)、提升機的工作方式。
（3）野外作業(yè)，工作環(huán)境比較惡劣。適合-40℃～50℃環(huán)境下長(cháng)期工作。
（4）由于現場(chǎng)供電條件的限制，控制臺和變頻器之間相距50m～100m。也可進(jìn)行遠程操作與監控。
3.2變頻器參數
輸入電壓：AC 380V、3相
輸入電壓波動(dòng)：±20%
輸入頻率：50Hz
輸入頻率波動(dòng)：±5%
額定輸出電壓：340V  AC3相(在恒功率調速范圍內從25Hz上調到85Hz時(shí)，輸出電壓同步從340V上調到380V)
額定輸出頻率（基準頻率）25Hz
最高輸出頻率：85Hz
輸出頻率調節范圍：0.5～85Hz
工作方式：連續
3.3變頻器的主要控制功能
變頻器具有啟動(dòng)/停止功能
正/反轉控制功能
正轉快，正轉慢，正轉點(diǎn)動(dòng)功能
反轉快，反轉慢，反轉點(diǎn)動(dòng)功能
變頻器復位功能
頻率調節（轉速調節）功能
電壓、電流顯示功能
變頻器故障顯示功能
3.4其它特性
(1)四象限運行，S形加減速曲線(xiàn)。
(2)變頻器在啟動(dòng)之前自動(dòng)進(jìn)行直流勵磁使電動(dòng)機有足夠大的轉矩（可達額定轉矩的200%），可以維持重物在空中處于近似停止狀態(tài)。
(3)變頻器低速運行時(shí)，最大轉矩提升可達到200%，保證制動(dòng)器松動(dòng)或失靈時(shí)不會(huì )出現重物的下滑，確保系統安全可靠。
(4)變頻器具有快速的動(dòng)態(tài)響應，不會(huì )出現“溜鉤”。
(5)當吊重物的大鉤卡住時(shí)可以自動(dòng)斷開(kāi)電源，保護設備不受損害。
(6)變頻器配有回饋單元，將再生能量回饋電網(wǎng)。
(7)變頻器配有制動(dòng)單元，內含剎車(chē)電阻和剎車(chē)控制系統。（當快速停機時(shí)，耗掉系統的慣性能量）。
(8)變頻器具有封鎖輸出功能，下放時(shí)也可使吊鉤快速自由落體。
(9) 變頻器設有轉矩記憶功能：為了確保提升機構安全運行，啟動(dòng)時(shí)，必須保證變頻器在電動(dòng)機軸上輸出轉矩達到負載轉矩或大于負載轉矩時(shí)，才能打開(kāi)制動(dòng)抱閘，這樣才能有效避免提升機構失控。
(10) 變頻器在正常工作時(shí)（非啟動(dòng)、低轉速運行），具有轉矩限制功能：如果當電動(dòng)機軸轉矩達到或超過(guò)預設值時(shí)，此功能自動(dòng)調整輸出頻率，防止變頻器由于過(guò)流而跳閘。
3.5變頻器具有各種保護功能

過(guò)載保護、過(guò)電壓保護、浪涌抑制、欠電壓保護、輸入斷相保護、變頻器過(guò)熱及電機過(guò)熱保護、短路保護、失速保護。
4變頻器結構設計
4.1主回路結構

修井機要求變頻器四象限運行，對于產(chǎn)生的再生能量要求變頻器配有回饋單元進(jìn)行處理，變頻器主回路結構如圖1所示。

圖1  主回路圖

4.2整機控制原理

風(fēng)光牌修井機變頻器控制原理如圖2所示。

 
圖2  整機控制原理圖

5操作方式

變頻器操作方式靈活，可分為按鈕操作、面板操作（觸摸屏操作）兩種方式。
5.1按鈕操作
（1）手動(dòng)方式

開(kāi)機：在操作臺上按下正轉按鈕，變頻器正轉啟動(dòng)，松閘后運行，按住該按鈕不釋放，變頻器頻率持續上升，電機持續加速運行，松開(kāi)按鈕，變頻頻率停止上升，電機在該頻率上勻速運行。這時(shí)按下反轉按鈕，變頻器頻率逐漸下降至零，并在電機停止正轉運行的瞬間，自動(dòng)輸出足夠大的直流制動(dòng)力矩來(lái)抱住電機，使負載不下滑，然后電機接著(zhù)開(kāi)始反轉運行。反轉切換至正轉也一樣。

減速：變頻器在某一頻率上運行時(shí)，按住此按鈕不釋放，頻率一直下降，松開(kāi)按鈕，頻率停止下降。電機在該頻率對應的速度運行。

停機：變頻器不管運行在任何頻率，按下此按鈕時(shí)，變頻器頻率下降，降為零時(shí)輸出直流制動(dòng)力矩來(lái)抱住電機。拉回手閘直流制動(dòng)解除。

點(diǎn)動(dòng)：通過(guò)正反按鈕來(lái)定方向，按住此按鈕，變頻器頻率開(kāi)始上升，松開(kāi)按鈕，頻率下降至最低頻率0.5Hz.。

記憶開(kāi)機：開(kāi)機前按下頻率記憶開(kāi)，下次運行頻率自動(dòng)上升到記憶頻率。

開(kāi)機前按下頻率記憶關(guān)，下次運行將由手動(dòng)從0.5Hz開(kāi)始加速調節。
（2）自動(dòng)方式

將觸摸屏上手動(dòng)/自動(dòng)打至自動(dòng)。按下方向按鈕，松閘后，運行將根據重量自動(dòng)選擇速度，實(shí)現輕載快速，重載慢速，自動(dòng)加速，自動(dòng)減速到達靠近停車(chē)位以最低速度運行，拉閘停車(chē)，方向自動(dòng)解除。即可進(jìn)入下個(gè)工作循環(huán)。
5.2面板操作（觸摸屏操作）
（1）觸摸屏共四個(gè)畫(huà)面：第一面如圖3所示，上面具有正轉指示、反轉指示、松閘指示、制動(dòng)報警指示、故障指示、超重指示。電壓顯示，輸入電流顯示，輸出電流顯示，頻率顯示，重量顯示。按鈕/面板是用按鈕操作還是觸摸屏操作的選擇鍵。報警/靜音用來(lái)故障聲音報警，開(kāi)環(huán)/閉環(huán)用來(lái)超重限制開(kāi)機，按操作鍵進(jìn)入第二畫(huà)面，如圖4所示。根據文字提示可進(jìn)行相應操作。第三畫(huà)面是時(shí)間和日期，如圖5所示。按下頁(yè)鍵進(jìn)入第四畫(huà)面，如圖6所示，第四畫(huà)面是顯示校正。

 
 
圖3
 
圖4
 
  圖5
 
圖6

（2）觸摸屏上同樣可以進(jìn)行開(kāi)停機操作，具備手動(dòng)方式自動(dòng)方式。

手動(dòng)方式：將按鈕/面板打至面板，將手動(dòng)/自動(dòng)打至手動(dòng)。按方向正轉或者反轉，松閘后運行，近距調整，可進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)操作。按方向或減速進(jìn)行速度調節，到位停車(chē)，拉閘即可。方向自動(dòng)解除。

自動(dòng)方式：將按鈕/面板打至面板，將手動(dòng)/自動(dòng)打至自動(dòng)。按方向正轉或者反轉。松閘后，運行將根據重量自動(dòng)選擇速度，實(shí)現輕載快速，重載慢速，自動(dòng)加速，自動(dòng)減速到達靠近停車(chē)位以最低速度運行，拉閘停車(chē)，方向自動(dòng)解除。即可進(jìn)入下個(gè)工作循環(huán)。
6 結束語(yǔ)

風(fēng)光修井機變頻器對負載的適應能力強，又根據負載大小，自動(dòng)調整力矩補償，調整較佳運行速度，增加了設備的柔性。靈活簡(jiǎn)單的操作，自動(dòng)化智能控制。針對耗能高，作業(yè)速度慢、故障多，難以修復的老式修井機進(jìn)行技術(shù)改造為電驅動(dòng)，配以變頻器，讓它們復活，重新為油田的生產(chǎn)作貢獻。也可以做定型產(chǎn)品的配套，為專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)“電驅”和“雙驅”油田作業(yè)修井機配套。所以采用變頻調速修井機就成為今后油田修井作業(yè)的發(fā)展方向。