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IGBT在油井石油空心抽油杆中频感应加热电源中的应用

发布时间 : 2017-05-13
来源:http://www.zzckdz.com/news/83.html

    1前言 

    目前各大油田在开采含胶质沥青、含蜡和凝固点高的󰀁三高󰀁原油方面,通常采用蒸汽吞吐、化学降粘、热水射流伴送以及钢质空心抽油杆工频感应电加热等方法。蒸汽吞吐、化学降粘、热水射流伴送等方法需要大量的车辆设备配合且施工作业量大,正逐步被电加热所替代。钢质空心抽油杆中频感应电加热系统,施工作业量小,操作简单,便于维护(加热系统如图1所示) 。

    其加热原理是:当空心抽油杆上通过交流电时,在加热电缆与钢质空心抽油杆之间建立起交变磁场,由于趋肤效应产生涡流损耗和磁滞损耗,从而产生大量的热量(抽油杆内电阻也发热),然后再通过钢质空心抽油杆将这些热量传递给原油(交流电频率低时趋肤效应不明显,抽油杆内电阻发热不可忽略,频率较高时趋肤效应非常显著,抽油杆内电阻发热可忽略)。原油的正常开采过程中,电费是主要的生产成本,随着各大油田对节能降耗、挖潜增效的呼声越来越高,如何最大限度地提高投入产出比,已成为一项首要考虑的课题摆在石油勘 探工作者面前。

    2中频电源 

    IGBT(绝缘栅双极晶体管)容量大、开关速度快、易驱动,正逐渐取代GTO(可关断晶闸管)的市场。尤其在中等容量范围内,IGBT与GTO相比,在价格、性能及应用难度方面具有明显的优势。根据目前采油井场三相四线制的供电模式,钢质空心抽油杆感应电加热系统的工频电源由于三相不平衡,对电网产生污染。它采用的是工频移相叠加方式,将三相交流电转换成单相交流电,这种转换所使用的庞大的电力电容和电抗器,造成电源本身体积大、笨重以及效率低下,输出功率不可调。以IGBT为核心的中频电源,采取的是整流、逆变方式,三相平衡,对电网不产生影响;模块化集成结构使电源自身体积小、重量轻、效率高,便于维护;可以通过调节频率及占空比,从而任意调节输出功率,满足用户的不同需求。

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