卧龙WD200系列变频器在油田抽油机中的实际应用

青海油田地处柴达木盆地西北缘，四周环绕昆仑山、祁连山和阿尔金山，总面积约25万平方千米，其中沉积面积约12万平方千米。盆地矿产资源富集，石油与天然气勘探潜力突出，开发前景良好。已探明油气资源总量约46.5亿吨当量，其中石油约21.5亿吨、天然气约25000亿立方米，是我国陆上油气勘探的重要区域之一。

在采油厂的生产系统中，游梁式抽油机属于典型的高耗能设备，其用电量约占油田总用电量的40%，整体运行效率普遍仅在30%左右。

抽油机启动时所需转矩通常为实际负载的3～4倍，因此所匹配的电机长期处于“大马拉小车”的运行状态，实际负载功率远低于额定功率。同时，多余的抽油能力延长了无效抽取时间，导致电费成本持续偏高，能源浪费问题较为突出。

基于在电机与驱动领域四十余年的技术积累，卧龙电气针对油田抽油机工况，推出了带能量回馈的变频控制方案：WD200变频器配合WD230能量回馈单元，用于改善抽油机效率低、功率因数低及能耗高等问题。

系统由驴头、悬绳器、游梁、平衡块、减速机、电动机以及电气控制系统组成。其运行过程为：电动机输出转动，经减速装置与曲柄连杆机构转换为驴头的往复运动，再通过光杆与抽油杆带动井下抽油泵柱塞上下运动，实现原油的连续举升。

该类设备的主驱系统具有负载波动大、不稳定以及启动转矩高等特点。

系统原理

能量回馈单元采用PWM控制的IGBT整流技术，对再生能量进行有效管理。当负载快速下降或设备停机时产生的再生电能可被回馈至电网，实现四象限运行，满足位势负载的调速需求。该方式不仅提升了系统节能效果，同时降低了电网谐波污染，提高功率因数，并减少供电电流，从而减轻电网与变压器负担，降低线路损耗，也可减少电网增容投入。

现场运行照片

运行测试数据

电能参数曲线

上图为客户监控系统记录的电能参数曲线，反映的是单个冲程周期内电流、电压及功率的变化情况。与工频运行相比，在变频运行状态下，输入电流和无功功率明显下降，功率因数得到提升，从而有效降低了抽油机的整体能耗。

能量回馈时的电能质量测试

在能量回馈工况下的测试数据显示，电流谐波控制在5%以内，功率因数接近1。由此可进一步优化电能质量，降低系统能耗，为青海油田采油厂提供稳定且节能的运行方案。