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浅谈变频设备在井队应用的利弊 　　摘 要：随着钻井设备的不断更新，变频器的交流控制技术在钻井施工也来越广泛，随着交流电机自动控制技术在钻井施工的应用，通过变频器的整流和逆变能很好的控制钻机的钻速和泵压。变频调速是一种全新的可编程和高精度的控制系统，它能完成复杂的调速工作，执行可编程的控制指令，并对控制对象的运行状态进行监控，和最优化运行参数自动识别。由于控制系统采用的是大规模数字电路及微处理器的可编程技术，它的输入给定和输出控制与系统内部的设定，在数字信号处理时可获得很高的精度，随之也带来一些干扰问题，有些干扰问题已经严重到影响钻机的电控系统的plc和仪器仪表的正常工作，如果其干扰问题得不到很好的解决，不断影响钻井工程的正常施工，还给其他钻井设备和员工带来极大的安全隐患。 　　关键词：变频设备 石油钻井 应用 利弊 　　中图分类号：TE242 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（a）-0100-01 　　变频技术在油田钻机上的开发应用，不仅提高了钻机的水平，改善了钻机的操作性能，更重要的是加强了钻机的作业能力，提高了钻井效率和质量。油田钻机是油井生产的最主要的设备之一，它的正常运转和工作效率直接关系到油井的经济建设和成井率。由于其钻井工艺的特殊性，对钻机电控设备要求特别苛刻，特别在变频器选用上非常谨慎。变频驱动钻机的优点主要体现在节能，操作简单，无级调速，控制精度高，工作效率高。为了保护变频器，就要减少特殊情况下对模块的极限冲击来保护变频器，提高了整机的安全性和可靠性。 　　1 变频器在石油钻井中干扰问题分析 　　1.1 石油钻井线槽的相互干扰 　　石油钻机上有两类线路。模拟信号线路和数字量控制线。这两类线材应保持间隔10公分以上，才能防止其相互干扰。因此在设计石油钻机时，要特别注意线槽的设计。模拟信号控制线必须要采用双绞线或是屏蔽线，并确保一头接地，一头悬空。另需特别注意的是：当采用长距离输线时，数字量控制线路要务必确保中间期间的转接。 　　1.2 外部电磁波的干扰 　　假如变频器四周存在干扰源，它们将通过辐射或电源线侵进变频器的内部，引起控制回路误动作，造成工作不正常或停机，严重时甚至损坏变频器。减少噪声干扰的具体方法有：变频器四周所有继电器、接触器的控制线圈上，加装防止冲击电压的吸收装置，如RC浪涌吸收器，其接线不能超过20 cm；尽量缩短控制回路的配线间隔，并使其与主回路分离；变频器控制回路配线绞合节间隔应在15 mm以上，与主回路保持10 cm以上的间距；变频器间隔电动机很远时（超过100 m），这时一方面可加大导线截面面积，保证线路压降在2%以内，同时应加装变频器输出电抗器，用来补偿因长间隔导线产生的分布电容的充电电流。变频器接地端子应按规定进行接地，必须在专用接地点可靠接地，不能同电焊、动力接地混用；变频器输进端安装无线电噪声滤波器，减少输进高次谐波，从而可降低从电源线 到电子设备的噪声影响；同时在变频器的输出端也安装无线电噪声滤波器，以降低整输出真个线路噪声。 　　2石油钻井变频设备的优缺点分析 　　2.1 变频器的优点 　　（1）节能。传统设备调速是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量或给水量，不但输入功率大，而且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。而使用变频器调速，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求，从而降低电耗。 　　（2）提高设备自动化程度。可以根据客户要求，通过设计灵活地满足客户个性化要求、行业性要求，甚至满足各种高难度高精度的传动，同时为客户提供高集成度的一体化解决方案。 　　（3）延长电机寿命。工频状况下马达采用星三角降压延时启动，此时电流是电机额定电流的5倍左右，若多台大功率的电机同时启动，将对电网造成很大冲击。使用变频器后，马达在额定电流下就可启动，电流平滑无冲击，减少了启动电流对马达和电网的冲击，延长了电机的使用寿命。 　　（4）操作连续、广泛。使用原有的常用电源，利用另外的变速设备（减速机、传动带等）进行变速。但是只能进行阶段性变速、不能进行连续变速。 　　（5）启动方便：可以软启动和软关闭，任意调整发动机的加/减速时间。 　　（6）减低启动电流：通过软启动和软关闭，能降低启动电流到电机启动时额定电流的2倍左右。一般直入启动时，流动额定电流6倍的启动电流，因此会给电机的频繁运转/停止带来负荷。 　　3.2 变频器的缺点 　　变频器的缺点主要体现在两方面，第一，变频器在变频过程中逆变时会产生较多的高次谐波，影响电源质量，并造成较多的干扰谐波影响电气设备的正常工作，使电机发生机械震动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热，使绝缘老化，寿命缩短甚至损坏。第二，变频器的造价