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1引言

原油田修井機井的缺點：柴油機械耗能高，排放大量的廢氣，污染環(huán)境。機械傳動零件磨損嚴重，事故率高，操作過程復(fù)雜，工人勞動強度高。噪聲高。
2油田修井機采用變頻器的優(yōu)點
（1）用變頻調(diào)速電機（普通三相異步電動機也可）代替柴油機，可以省去一大部分的機械傳動裝置，少出故障，減少維修，提高效率。
（2）以“電驅(qū)代替油驅(qū)”，可以節(jié)省昂貴的柴油。
（3）沒有廢氣的排放，做到清潔環(huán)保。社會效益可觀。
（4）電驅(qū)自動化程度更強，減少工人的勞動強度，提高工作效率。 
3修井機變頻器的功能特點
3.1應(yīng)用環(huán)境和工作方式
（1）為油田油井作業(yè)機變頻調(diào)速電動機提供電源。
（2）工作方式：主要提升、下放油管、類似吊車、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)境下長期工作。
（4）由于現(xiàn)場供電條件的限制，控制臺和變頻器之間相距50m～100m。也可進行遠程操作與監(jiān)控。
3.2變頻器參數(shù)
輸入電壓：AC 380V、3相
輸入電壓波動：±20%
輸入頻率：50Hz
輸入頻率波動：±5%
額定輸出電壓：340V  AC3相(在恒功率調(diào)速范圍內(nèi)從25Hz上調(diào)到85Hz時，輸出電壓同步從340V上調(diào)到380V)
額定輸出頻率（基準(zhǔn)頻率）25Hz
最高輸出頻率：85Hz
輸出頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5～85Hz
工作方式：連續(xù)
3.3變頻器的主要控制功能
變頻器具有啟動/停止功能
正/反轉(zhuǎn)控制功能
正轉(zhuǎn)快，正轉(zhuǎn)慢，正轉(zhuǎn)點動功能
反轉(zhuǎn)快，反轉(zhuǎn)慢，反轉(zhuǎn)點動功能
變頻器復(fù)位功能
頻率調(diào)節(jié)（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)）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。
(2)變頻器在啟動之前自動進行直流勵磁使電動機有足夠大的轉(zhuǎn)矩（可達額定轉(zhuǎn)矩的200%），可以維持重物在空中處于近似停止?fàn)顟B(tài)。
(3)變頻器低速運行時，最大轉(zhuǎn)矩提升可達到200%，保證制動器松動或失靈時不會出現(xiàn)重物的下滑，確保系統(tǒng)安全可靠。
(4)變頻器具有快速的動態(tài)響應(yīng)，不會出現(xiàn)“溜鉤”。
(5)當(dāng)?shù)踔匚锏拇筱^卡住時可以自動斷開電源，保護設(shè)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)變頻器配有制動單元，內(nèi)含剎車電阻和剎車控制系統(tǒng)。（當(dāng)快速停機時，耗掉系統(tǒng)的慣性能量）。
(8)變頻器具有封鎖輸出功能，下放時也可使吊鉤快速自由落體。
(9) 變頻器設(shè)有轉(zhuǎn)矩記憶功能：為了確保提升機構(gòu)安全運行，啟動時，必須保證變頻器在電動機軸上輸出轉(zhuǎn)矩達到負載轉(zhuǎn)矩或大于負載轉(zhuǎn)矩時，才能打開制動抱閘，這樣才能有效避免提升機構(gòu)失控。
(10) 變頻器在正常工作時（非啟動、低轉(zhuǎn)速運行），具有轉(zhuǎn)矩限制功能：如果當(dāng)電動機軸轉(zhuǎn)矩達到或超過預(yù)設(shè)值時，此功能自動調(diào)整輸出頻率，防止變頻器由于過流而跳閘。
3.5變頻器具有各種保護功能

過載保護、過電壓保護、浪涌抑制、欠電壓保護、輸入斷相保護、變頻器過熱及電機過熱保護、短路保護、失速保護。
4變頻器結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.1主回路結(jié)構(gòu)

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行處理，變頻器主回路結(jié)構(gòu)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）手動方式

開機：在操作臺上按下正轉(zhuǎn)按鈕，變頻器正轉(zhuǎn)啟動，松閘后運行，按住該按鈕不釋放，變頻器頻率持續(xù)上升，電機持續(xù)加速運行，松開按鈕，變頻頻率停止上升，電機在該頻率上勻速運行。這時按下反轉(zhuǎn)按鈕，變頻器頻率逐漸下降至零，并在電機停止正轉(zhuǎn)運行的瞬間，自動輸出足夠大的直流制動力矩來抱住電機，使負載不下滑，然后電機接著開始反轉(zhuǎn)運行。反轉(zhuǎn)切換至正轉(zhuǎn)也一樣。

減速：變頻器在某一頻率上運行時，按住此按鈕不釋放，頻率一直下降，松開按鈕，頻率停止下降。電機在該頻率對應(yīng)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，變頻器頻率下降，降為零時輸出直流制動力矩來抱住電機。拉回手閘直流制動解除。

點動：通過正反按鈕來定方向，按住此按鈕，變頻器頻率開始上升，松開按鈕，頻率下降至最低頻率0.5Hz.。

記憶開機：開機前按下頻率記憶開，下次運行頻率自動上升到記憶頻率。

開機前按下頻率記憶關(guān)，下次運行將由手動從0.5Hz開始加速調(diào)節(jié)。
（2）自動方式

將觸摸屏上手動/自動打至自動。按下方向按鈕，松閘后，運行將根據(jù)重量自動選擇速度，實現(xiàn)輕載快速，重載慢速，自動加速，自動減速到達靠近停車位以最低速度運行，拉閘停車，方向自動解除。即可進入下個工作循環(huán)。
5.2面板操作（觸摸屏操作）
（1）觸摸屏共四個畫面：第一面如圖3所示，上面具有正轉(zhuǎn)指示、反轉(zhuǎn)指示、松閘指示、制動報警指示、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/靜音用來故障聲音報警，開環(huán)/閉環(huán)用來超重限制開機，按操作鍵進入第二畫面，如圖4所示。根據(jù)文字提示可進行相應(yīng)操作。第三畫面是時間和日期，如圖5所示。按下頁鍵進入第四畫面，如圖6所示，第四畫面是顯示校正。

 
 
圖3
 
圖4
 
  圖5
 
圖6

（2）觸摸屏上同樣可以進行開停機操作，具備手動方式自動方式。

手動方式：將按鈕/面板打至面板，將手動/自動打至手動。按方向正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，松閘后運行，近距調(diào)整，可進行點動操作。按方向或減速進行速度調(diào)節(jié)，到位停車，拉閘即可。方向自動解除。

自動方式：將按鈕/面板打至面板，將手動/自動打至自動。按方向正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。松閘后，運行將根據(jù)重量自動選擇速度，實現(xiàn)輕載快速，重載慢速，自動加速，自動減速到達靠近停車位以最低速度運行，拉閘停車，方向自動解除。即可進入下個工作循環(huán)。
6 結(jié)束語

風(fēng)光修井機變頻器對負載的適應(yīng)能力強，又根據(jù)負載大小，自動調(diào)整力矩補償，調(diào)整較佳運行速度，增加了設(shè)備的柔性。靈活簡單的操作，自動化智能控制。針對耗能高，作業(yè)速度慢、故障多，難以修復(fù)的老式修井機進行技術(shù)改造為電驅(qū)動，配以變頻器，讓它們復(fù)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，為專門生產(chǎn)“電驅(qū)”和“雙驅(qū)”油田作業(yè)修井機配套。所以采用變頻調(diào)速修井機就成為今后油田修井作業(yè)的發(fā)展方向。