變頻節(jié)能改造技術(shù)是目前世界公認(rèn)的電機(jī)節(jié)電技術(shù)之一，具有調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)行效率高、系統(tǒng)功率因數(shù)高、操作方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，也成為當(dāng)今節(jié)能改造傳統(tǒng)工業(yè)、改善工藝流程、提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平、提高產(chǎn)品質(zhì)量、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要手段之一。在石油行業(yè)中，矢量變頻器廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、注水泵、壓縮機(jī)、輸油泵、抽油機(jī)、潛油電泵和石油鉆機(jī)等。

      目前，在油田采用的抽油設(shè)備中，以游梁式抽油機(jī)最為普遍，數(shù)量也最多。一方面，游梁式抽油機(jī)運(yùn)動(dòng)為反復(fù)上下提升，一個(gè)沖程提升一次，其動(dòng)力來自電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的兩個(gè)重量相當(dāng)大的鋼質(zhì)滑塊，當(dāng)滑塊提升時(shí)，類似杠桿作用，將采油機(jī)桿送入井中；滑塊下降時(shí)，采油桿提出帶油至井口。由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定，滑塊下降過程中，負(fù)荷減輕，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)產(chǎn)生的能量無法被負(fù)載吸收。另一方面，游梁式抽油機(jī)引入兩個(gè)大質(zhì)量的鋼質(zhì)滑塊，導(dǎo)致抽油機(jī)的起動(dòng)沖擊大等問題。

      油田采油的特殊地理環(huán)境決定了采油設(shè)備有其獨(dú)特的運(yùn)行特點(diǎn)：在油井開采前期儲(chǔ)油量大，供液足，為提高功效可采用工頻運(yùn)行，保證較高產(chǎn)油量；在中后期，由于石油儲(chǔ)量減少，易造成供液不足，電動(dòng)機(jī)若仍工頻運(yùn)行，勢(shì)必浪費(fèi)電能，造成不必要損耗，這時(shí)須考慮實(shí)際工作情況，適當(dāng)降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，減少?zèng)_程，有效提高充盈率。

      目前，對(duì)游梁式抽油機(jī)的交流變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能改造主要有以下3個(gè)方面：

      以提高電網(wǎng)質(zhì)量、減小對(duì)電網(wǎng)影響為目標(biāo)的變頻節(jié)能改造。這主要集中在供電企業(yè)對(duì)電網(wǎng)質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合，為避免電網(wǎng)質(zhì)量的下降，需引入變頻控制，其主要目的就是減小抽油機(jī)工作過程對(duì)電網(wǎng)的影響。

      以節(jié)能為目的變頻節(jié)能改造。這點(diǎn)較普遍，一方面，油田抽油機(jī)為克服大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，采用的電動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際所需功率，工作時(shí)電動(dòng)機(jī)利用率一般為20%～30%，最高不會(huì)超過50%，電動(dòng)機(jī)常處于輕載狀態(tài)，造成資源浪費(fèi)。另一方面，抽油機(jī)工作情況的變化，取決于地底下的狀態(tài)，若始終處于工頻運(yùn)行，也會(huì)造成電能浪費(fèi)。為了進(jìn)行節(jié)能改造，提高電動(dòng)機(jī)工作效率，需進(jìn)行變頻節(jié)能改造。

      在實(shí)際應(yīng)用過程中出現(xiàn)了許多問題，主要集中在游梁式抽油機(jī)發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)生能量的處理上。對(duì)于上述情況，采用普通變頻器加能耗制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻可以實(shí)現(xiàn)，這是以消耗電能為代價(jià)的制動(dòng)方式。對(duì)于上述情況，必須妥善處理電動(dòng)機(jī)發(fā)電狀態(tài)產(chǎn)生的電能，將其反饋到電網(wǎng)或數(shù)臺(tái)抽油機(jī)變頻器構(gòu)成直流母線式，使這部分能量能得到充分的利用。