“江汉油田”是以油气勘探开发为核心业务的中国石化驻鄂央企，油田的开采和生产涉及多种复杂的机械设备，这些设备对动力的供应和控制有着严格要求。抽油机、注水泵等是油田的核心设备，它们的运行状况直接影响着油田的产量和效益。传统的电机控制方式在面对油田复杂多变的工况时，存在诸多问题，如能耗高、设备磨损大、无法精准控制等。因此，需要一种能够灵活调整电机转速和输出功率的技术，这就凸显出变频器应用的必要性。
1.负载特性考虑
抽油机的负载特性具有周期性变化的特点。在抽油过程中，抽油杆的重量、油液的粘性以及井下的复杂情况会导致负载波动。因此，需要选择具有高转矩特性的变频器，能够在负载变化时稳定输出足够的转矩，确保抽油机正常工作。
2.节能需求匹配
考虑到抽油机在不同开采阶段对抽油速度的不同要求，以及为了减少不必要的能耗，选择具有宽调速范围和高效节能功能的变频器。在油井产量较低的阶段，可以降低电机转速，避免无效的抽油动作，实现节能。
1.流量与压力控制要求
注水泵需要根据油层的注水需求精确控制流量和压力。变频器要能够实现对注水泵电机转速的精确调节，以满足不同油层、不同地质条件下的注水压力和流量要求。同时，注水泵在启动时需要平稳启动，避免对管网造成冲击，这就要求变频器具备软启动功能。
2.适应发杂水质与环境
由于油田注水的水质可能含有杂质、腐蚀性物质等，且注水泵工作环境可能较为恶劣，变频器的防护等级和抗腐蚀能力也成为选型的重要因素。
三、变频器在油田项目中的具体应用
1.节能降耗
在抽油机上安装加福德变频器后，可以根据油井的供液情况自动调整电机转速。例如，在油井开采初期，油层压力高、供液充足时，可适当提高电机转速，增加抽油频率，提高原油产量。随着开采的进行，油层压力下降、供液不足时，降低电机转速，避免空抽现象，减少电能浪费。经实践证明，使用加福德变频器的抽油机与传统抽油机相比，节能效果显著。
2.设备保护
加福德变频器的软启动功能避免了抽油机电机在启动瞬间的大电流冲击，有效保护了电机的绕组和绝缘，延长了电机的使用寿命。同时，加福德变频器的过载、过压、欠压等保护功能实时监控电机运行状态，当出现异常情况时，能够及时停机或调整运行参数，防止电机和抽油机的其他部件因故障而损坏。
3.提高生产效率
通过加福德变频器对抽油机冲程和冲次的灵活调节，可以优化抽油过程。例如，实现上快下慢、上慢下快等不同的抽油模式，更好地适应油井的实际工况，提高抽油效率，增加原油产量。并且，加福德变频器可以根据实时数据进行远程控制和调整，方便操作人员根据油井的动态变化及时优化生产参数。
（二）注水泵中的应用
1.精确注水控制
加福德变频器能够精确控制注水泵电机的转速，从而实现对注水流量和压力的精确控制。根据地质部门对油层注水压力和流量的要求，操作人员可以在中控室通过控制系统调整加福德变频器的输出频率，使注水泵的注水参数保持在最佳状态。这不仅保证了注水效果，提高了原油采收率，还避免了因注水过量或不足对油层造成的损害。
2.稳定运行保障
在注水泵启动和停止过程中，加福德变频器的软启动和软停止功能确保了注水泵的平稳运行，减少了对管网系统的压力冲击。同时，在运行过程中，加福德变频器可以实时监测电机的运行参数，当出现电网电压波动、电机过载等情况时，能够及时调整，保证注水泵的稳定运行，降低了设备的维修率和故障率。
四、加福德变频器参数设置与调试
（一）抽油机变频器参数设置
1.转速与频率参数
根据抽油机的型号和油井的实际情况，设置合适的基本频率和调速范围。例如，将基本频率设置为 50 Hz，调速范围设定在 20-60 Hz 之间，以满足不同开采阶段的抽油需求。同时，设置合理的加速和减速时间，一般加速时间设置为10-30秒，减速时间设置为 10-30秒，确保抽油机平稳启动和停止。
2.转矩补偿参数
考虑到抽油机启动时的大负载情况，适当设置转矩补偿参数。根据抽油机负载特性和电机性能，将转矩补偿值设定为 10-50%，保证电机在启动瞬间能够输出足够的转矩，顺利启动抽油机。
（二）注水泵变频器参数设置
1.压力与流量参数关联
将注水泵的压力和流量要求转化为加福德变频器的频率控制参数。通过建立压力、流量与频率之间的数学模型，设置加福德变频器的输出频率范围和变化曲线。例如，当需要提高注水压力时，根据计算相应地提高加福德变频器的输出频率，实现压力的精确控制。
2.保护参数设置
针对注水泵电机的额定电流、电压等参数，设置合理的过流、过压、欠压保护值。一般过流保护值设置为电机额定电流的1.2-1.5倍，过压保护值为额定电压的1.1-1.2倍，欠压保护值为额定电压的0.8-0.9倍，确保电机在安全范围内运行。
在调试阶段，对每台安装了加福德变频器的抽油机和注水泵进行单独调试和联机调试。在单机调试中，检查电机的转向、转速、转矩等参数是否符合设定要求，调整加福德变频器参数直到设备运行稳定。联机调试时，模拟实际工况，检查多台设备之间的协同工作情况，确保整个油田生产系统的稳定运行。
五、总结与展望
加福德变频器在油田项目中的应用极大地改善了油田的生产状况。它在节能降耗、设备保护和提高生产效率等方面发挥了重要作用，为油田企业带来了显著的经济效益和社会效益。随着技术的不断发展，加福德变频器的性能将进一步提升，如更高的控制精度、更强的环境适应性和更智能的故障诊断功能等，未来将在油田项目中发挥更加重要的作用，推动油田行业的可持续发展。
