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中图分类号：TE933.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）09-0051-01
一、問题的提出
随着三元复合驱技术的不断推进，采出液见聚合物后具有粘度高、乳化严重等特点，螺杆泵适合高粘度、高含气、高含砂油井生产，在三元复合驱区块应用广泛。螺杆泵井控制柜是专为螺杆泵井采油开发的一种新型产品，为螺杆泵井在油田推广应用方面及辅助配套工艺方面提供了坚实的基础[1]。
螺杆泵变频控制柜结构简单、布局合理、调参方便、可为螺杆泵井泵况诊断、制定措施提供强大的数据支持，且具有高可靠性、高智能化、高适应性及良好的节能效果等特点。但是随着三元体系不断注入，目前已进入结垢高峰期，生产运行不平稳，电流上升快或波动幅度大，容易造成变频器过热，由于控制柜通风系统不完善而产生的问题主要有：1、螺杆泵变频控制柜电器元件较多，过热容易造成元器件损坏，降低设备使用寿命；2、控制柜具有自我保护机制，出现过热情况时会自动停机，螺杆泵腔室内充满了高粘流体、硅酸盐垢和碳酸盐垢，再次起泵时产生的启动力矩过大，容易将电机与转子连接部分扭断，导致原油泄漏，对环境造成污染；3、提高了日常管理难度，使螺杆泵井工作制度无法正常执行，对产量产生严重影响。因此有必要对控制柜通风系统进行改进，提高设备使用寿命，保证试验项目正常进行。
二、改进思路及方案实施
散热主要有热传导、热对流、热辐射三种方式[2]，对于变频器等元件来说主要散热方式为热传导，而对于整个控制柜系统来说，主要散热方式为热对流，并且最终热量通过加装散热器向外散发。影响通风效果的因素主要有：通风面积、室内外温差、通风时间、室外气流速度等。本次革新主要从以上几方面着手，进行改进以提高控制柜散热效果。
通常来说，空间越大，散热效果越好。原控制柜顶部为封闭式设计，没有散热通道，参考屋檐式设计对顶部进行改进，将柜顶整体提高，使柜顶与柜身分离，在上部形成换气通道，同时对柜顶进行加宽处理，改进后，控制柜的实际高度增加了，增大了空间，四周开放式设计更有利于形成有效的空气对流，同时倾斜的“屋檐”能够阻挡雨水进入，能够保证设备安全。
原控制柜只是在底部有小的换气通道，无法满足散热需求。联想到设计人员为了加强电脑主机的散热性能会在机箱侧壁进行镂空处理，本次革新在控制柜的四周侧壁上进行开窗处理，窗体部分形状则主要参考“百叶窗”式设计，每个小窗体由4个叶片组成，叶片倾斜45°，倾斜的叶片不仅能阻挡雨水进入，而且能避免阳光直射，可以有效防止线路老化。
改进后的控制柜由原来的单一换气通道变成可以从底部、顶部、侧面各个方向同时换气，形成了立体散热通道。螺杆泵专用变频控制柜工作时，从底部和侧壁进入的冷空气推动控制柜内热空气向上运动，位于顶部的两个大功率风扇能将热空气及时排出，同时由于侧面进气通道有一定角度，在风扇作用下使得冷空气与控制柜内热空气产生强制对流，形成立体风道，散热效果更好。经过改装后，从未因通风不良造成停机故障，也没有更换过一个控制柜。
三、应用效果
试验区共有29口螺杆泵井，其中26口见垢，改造前共更换3个变频控制柜，不仅增大了员工的工作强度，而且增加了生产成本，改造后到目前为止未曾更换过。变频控制柜市场价格约为4.4万元/个，每个变频控制柜的改造费用约为1000元，那么3个节省总计：3×4.4-3×0.1=12.9万元。
试验区共有29口螺杆泵井，平均日产油7.3吨，每天按2口井计算，每口井停机3-5次，共停机2小时，每桶原油按62.3美元计算，美元/人民币汇率按7计算，则采取该方法避免停井，每天节省2×0.6×2×62.3×7=0.1万元。每年节省2×0.6×2×62.3×7×365=38.2万元。
改进后的螺杆泵专用变频控制柜不再出现因过热而停机的情况，油井的生产工作制度能够按要求执行，保障产量任务顺利完成，能够有效防止由于机械故障导致漏油污染环境，减轻了工作人员的工作强度，降低了螺杆泵井集中管理的难度。目前现场应用螺杆泵井控制柜种类繁杂，不利于日常管理维护保养，若能统一进行更换，市场前景广阔。
四、技术创新点
本次技术革新在满足空气空力学要求的基础上，主要考虑通风面积、室内外温差、通风时间、室外气流速度等影响因素，从生活中寻找灵感，对螺杆泵专用变频控制柜通风系统进行改进，改进后的控制柜能够形成立体风道，使对流散热效果更明显。
参考文献：
[1]杨邦利. 螺杆泵井控制柜应用的认识[J]. 中国石油和化工标准与质量，2013，33（16）：93.
[2]张健. 电力电子器件及其装置的散热结构优化研究[D].哈尔滨工业大学，2015.
一、問题的提出
随着三元复合驱技术的不断推进，采出液见聚合物后具有粘度高、乳化严重等特点，螺杆泵适合高粘度、高含气、高含砂油井生产，在三元复合驱区块应用广泛。螺杆泵井控制柜是专为螺杆泵井采油开发的一种新型产品，为螺杆泵井在油田推广应用方面及辅助配套工艺方面提供了坚实的基础[1]。
螺杆泵变频控制柜结构简单、布局合理、调参方便、可为螺杆泵井泵况诊断、制定措施提供强大的数据支持，且具有高可靠性、高智能化、高适应性及良好的节能效果等特点。但是随着三元体系不断注入，目前已进入结垢高峰期，生产运行不平稳，电流上升快或波动幅度大，容易造成变频器过热，由于控制柜通风系统不完善而产生的问题主要有：1、螺杆泵变频控制柜电器元件较多，过热容易造成元器件损坏，降低设备使用寿命；2、控制柜具有自我保护机制，出现过热情况时会自动停机，螺杆泵腔室内充满了高粘流体、硅酸盐垢和碳酸盐垢，再次起泵时产生的启动力矩过大，容易将电机与转子连接部分扭断，导致原油泄漏，对环境造成污染；3、提高了日常管理难度，使螺杆泵井工作制度无法正常执行，对产量产生严重影响。因此有必要对控制柜通风系统进行改进，提高设备使用寿命，保证试验项目正常进行。
二、改进思路及方案实施
散热主要有热传导、热对流、热辐射三种方式[2]，对于变频器等元件来说主要散热方式为热传导，而对于整个控制柜系统来说，主要散热方式为热对流，并且最终热量通过加装散热器向外散发。影响通风效果的因素主要有：通风面积、室内外温差、通风时间、室外气流速度等。本次革新主要从以上几方面着手，进行改进以提高控制柜散热效果。
通常来说，空间越大，散热效果越好。原控制柜顶部为封闭式设计，没有散热通道，参考屋檐式设计对顶部进行改进，将柜顶整体提高，使柜顶与柜身分离，在上部形成换气通道，同时对柜顶进行加宽处理，改进后，控制柜的实际高度增加了，增大了空间，四周开放式设计更有利于形成有效的空气对流，同时倾斜的“屋檐”能够阻挡雨水进入，能够保证设备安全。
原控制柜只是在底部有小的换气通道，无法满足散热需求。联想到设计人员为了加强电脑主机的散热性能会在机箱侧壁进行镂空处理，本次革新在控制柜的四周侧壁上进行开窗处理，窗体部分形状则主要参考“百叶窗”式设计，每个小窗体由4个叶片组成，叶片倾斜45°，倾斜的叶片不仅能阻挡雨水进入，而且能避免阳光直射，可以有效防止线路老化。
改进后的控制柜由原来的单一换气通道变成可以从底部、顶部、侧面各个方向同时换气，形成了立体散热通道。螺杆泵专用变频控制柜工作时，从底部和侧壁进入的冷空气推动控制柜内热空气向上运动，位于顶部的两个大功率风扇能将热空气及时排出，同时由于侧面进气通道有一定角度，在风扇作用下使得冷空气与控制柜内热空气产生强制对流，形成立体风道，散热效果更好。经过改装后，从未因通风不良造成停机故障，也没有更换过一个控制柜。
三、应用效果
试验区共有29口螺杆泵井，其中26口见垢，改造前共更换3个变频控制柜，不仅增大了员工的工作强度，而且增加了生产成本，改造后到目前为止未曾更换过。变频控制柜市场价格约为4.4万元/个，每个变频控制柜的改造费用约为1000元，那么3个节省总计：3×4.4-3×0.1=12.9万元。
试验区共有29口螺杆泵井，平均日产油7.3吨，每天按2口井计算，每口井停机3-5次，共停机2小时，每桶原油按62.3美元计算，美元/人民币汇率按7计算，则采取该方法避免停井，每天节省2×0.6×2×62.3×7=0.1万元。每年节省2×0.6×2×62.3×7×365=38.2万元。
改进后的螺杆泵专用变频控制柜不再出现因过热而停机的情况，油井的生产工作制度能够按要求执行，保障产量任务顺利完成，能够有效防止由于机械故障导致漏油污染环境，减轻了工作人员的工作强度，降低了螺杆泵井集中管理的难度。目前现场应用螺杆泵井控制柜种类繁杂，不利于日常管理维护保养，若能统一进行更换，市场前景广阔。
四、技术创新点
本次技术革新在满足空气空力学要求的基础上，主要考虑通风面积、室内外温差、通风时间、室外气流速度等影响因素，从生活中寻找灵感，对螺杆泵专用变频控制柜通风系统进行改进，改进后的控制柜能够形成立体风道，使对流散热效果更明显。
参考文献：
[1]杨邦利. 螺杆泵井控制柜应用的认识[J]. 中国石油和化工标准与质量，2013，33（16）：93.
[2]张健. 电力电子器件及其装置的散热结构优化研究[D].哈尔滨工业大学，2015.