潜油螺杆泵采油系统数字化设计

潜油螺杆泵采油技术与其它人工举升技术相比具有一系列不可比拟的优点,随着该项技术应用面的扩展,传统的设计方法已经不能适应。本文以完井数据为依据,将方案制定、优化设计、可靠性设计、图形生成、预装配等功能模块合成一个完整的数字化设计系统。文中具体介绍了模块化组成、数据接口、数据流程,并给出设计实例。     

电动潜油螺杆泵技术难点分析

由于潜油螺杆泵独特的结构特点,具有潜油电泵和螺杆泵的双重特点,在油田进入高含水期,随着三次采油技术的不断发展,电动潜油螺杆泵具有良好的适应性。通过试验优选了螺杆泵的配合方案,并总结分析了潜油螺杆泵失效的几种形式。     

ESPCP电动潜油螺杆泵设计研究

电动潜油螺杆泵结合了潜油电机和螺杆泵特点,克服了地面驱动螺杆泵抽油杆偏磨、脱杆且不适应于斜井和定向井的弊端,同时又发挥了螺杆泵对高稠油、高含气、高含砂井较强适应性的特点.通过分析ESPCP电动潜油螺杆泵的性能特点,详细阐述了配套设计方案,简要分析了螺杆泵轴向力和扭矩的计算方法,以及低速六极电机的研制情况,重点介绍了减速器的设计,最后通过型式试验并分析试验数据得出了结论.     

吐哈油田应用潜油直驱螺杆泵举升稠油效果明显

<正>2019年1月18日,在三塘湖采油厂的大力支持下,吐哈工程技术研究院采油所顺利完成三塘湖油田马7-20H井潜油直驱螺杆泵举升试验。试验数据表明,转速、电流、产量曲线运行平稳,各项举升技术参数符合设计要求。吐哈油田公司三塘湖油田马7区块为稠油油藏,稠油黏度高造成了常规有杆泵进泵效率低、举升阻力大,抽油机负荷大,常出现断杆、     

潜油螺杆泵定子橡胶摩擦磨损行为研究

采用MPV-600型微机控磨粒磨损试验机考察了潜油螺杆泵定子丁腈橡胶(NBR)和氟橡胶(FPM)与转子45#钢配副在干摩擦条件下的磨损行为,并用扫描电子显微镜-X射线能量散射分析(SEM-EDXA)法对橡胶的磨痕表面形貌、元素含量进行分析。结果表明:两种橡胶在低载荷条件下的干摩擦磨损主要是以滞后摩擦为主,而较高载荷时NBR的磨损机制表现为粘着磨损;橡胶磨损的物理过程为微切削作用产生的微观分子断裂,随着载荷的增大,宏观分层剥落逐渐起主导作用;干摩擦过程中橡胶分子链发生断裂形成大分子自由基,大分子自由基异构化并发生氧化反应。     

潜油螺杆泵采油作业在线监控技术研究

综合分析了潜油螺杆泵速度影响因素，同时考虑了启动时对电机的过载保护和原油供采平衡关系，提出了三级监控策略，对螺杆泵转速进行变频调控。控制平台中采用井下温度压力传感器和井上流量计采集相关信号，由上位机进行信息处理，以RS--485总线通讯方式对下位机进行分布式在线控制。该系统在油井分布比较密集的区块实现了一机多井监控，节约了控制成本，提高了控制的灵活性和可靠性。     

井下直驱螺杆泵潜油伺服系统的设计

潜油螺杆泵采油系统中通常采用减速器减速,并应用变频技术实现开环控制,系统调速性能较差,效率较低,电能损耗大。针对此问题,提出将具有低速大转矩和调速范围宽等特性的交流伺服技术应用于潜油螺杆泵采油系统,分别设计了永磁同步潜油电机以及能适应井下恶劣环境的磁电式编码器与伺服控制器,并在控制程序中加入压力环,通过调整电机转速使系统工作特性与油井产能相匹配。系统井下试验表明该系统在井下工作良好,从而验证了可行性。     

潜油螺杆泵采油系统数值优化方法研究

大系统优化方法是指大规模的线性和非线性规划理论和算法,大系统优化是从系统的全局出发进行建模,在满足所要求的条件下,对各子系统进行协调,最终达到工程系统的全局优化。潜油螺杆泵采油系统与其他人工举升技术相比具有一系列不可比拟的优点。该技术适用于稠油井、高含砂井、高烃链油井的石油开采;潜油螺杆泵是一种新型的无杆采油设备。所以杆管偏磨所导致的断杆和管漏故障可以避免,抽油杆形变产生的能耗可以消除。本文简述大系统的概念、特征、大系统优化的特征以及大系统优化在螺杆泵采油系统中的应用。     

潜油螺杆泵采油系统在线状态监测技术研究

潜油螺杆泵采油设备被置于井下1500多米深处工作,一般的在线状态监测技术很难适用于此。本文提出基于井口采集下来的振动信号以专家系统的运作模式,走建造样本库、将实时采集的信号与样本进行比较分析的路线进行在线状态监测的构想,同时提出了相应的信息传输与处理的网络体系,介绍了监测平台的组成并总结了该平台的优点和可深入探讨之处。     

潜油螺杆泵密封特性与举升性能分析

为了充分认识螺杆泵的密封特性与举升性能,采用数值仿真软件对平面螺杆泵进行接触非线性分析,研究不同腔室压力下压差与接触应力的关系,并结合密封准则求出不同腔室压力下的临界密封压力,绘制出两者间的关系曲线,然后,研究了过盈量和橡胶硬度与临界密封压力之间的关系,给出了不同过盈量和橡胶硬度下的临界密封压力曲线,并采用多项式拟合方法给出临界密封压力与腔室压力之间的关系式。紧接着根据螺杆泵压力传递规律,分析了过盈量和橡胶硬度与螺杆泵扬程之间的定量关系,并研究了举升压力随密封腔数的变化规律。研究结果表明：接触应力随压差的增大而增大,随腔室压力的增大而减小;腔室之间的临界密封压力随腔室压力的增大而较小,且减小的速度逐渐变快,但此规律不受过盈量和橡胶硬度大小的影响;在相同腔室压力下,过盈量和橡胶硬度越大,临界密封压力就越大,螺杆泵的密封性能就越好;螺杆泵的扬程随过盈量的增大而呈线性增大,随橡胶硬度的增大而呈非线性增大;螺杆泵的举升压力随密封腔数的增加而增大,但增速逐渐变缓,最终达到一个最大值,这个最大值就是螺杆泵所能达到的最大举升压力,然后通过螺杆泵水力特性试验验证了结果的合理性。研究结果可为螺杆泵的研发...     

潜油螺杆泵采油系统轴向力计算及轴承强度分析

潜油螺杆泵采油系统中轴向承载能力决定其排量、机组下潜深度、寿命等关键技术指标。根据潜油螺杆泵采油系统中轴向压力的计算方法计算出轴向载荷,对联轴装置中影响轴向承载能力的关键零部件——推力轴承进行了有限元分析。分析结果表明:总体应力分布比较均匀,但是偏向一侧,这与实际情况中,单向推力轴承承受偏心轴向载荷时的载荷分布是完全一致的。     

潜油螺杆泵减速器行星架的结构参数优化

行星架在传动系统中承担输出转矩,是采油系统重要零部件之一。使用ANSYS Workbench对一种潜油螺杆泵减速器行星架进行有限元分析,得到行星架整体变形和等效应力分布规律。通过灵敏度和响应面分析,研究行星架壁板厚度及内外径对最大整体变形、最大等效应力和质量的影响,以此为基础对行星架壁板结构参数进行多目标优化设计。实验结果证明：优化后最大整体变形减小6.91%,几何质量未增大。     

潜油螺杆泵采油系统转子扭矩求解方法研究

潜油螺杆泵采油系统是近年来在国内外油田上广泛应用的一种新型采油设备，其中螺杆泵转子扭矩的确定一般由经验来判断，缺乏足够的理论依据，导致传动系统的设计和动力系统的选择存在较大误差。这里基于能量守恒原理导出了一种转子扭矩的理论计算方法，并依据试验数据对此方法进行了精确的比较分析，最后给出计算实例。     

潜油螺杆泵用进动式减速机的设计与试验

将齿滚啮合的2K—H型进动机构应用于井下驱动螺杆泵采油系统的减速器中,设计、制造出一进动式减速机,并在实验台上进行了测试,结果满足要求。     

基于TRIZ理论的并行潜油螺杆泵的创新设计

对TRIZ理论（即技术创新理论）的主要工具及方法进行了分析和研究,并将其应用到螺杆泵的设计中。通过对目前电动潜油螺杆泵,特别是对其关键部件之一的联轴节存在的冲突的分析,运用TRIZ理论中的冲突矩阵,选择合适的推荐发明原理,解决了存在的部分矛盾。     

几种人工神经网络在潜油螺杆泵转速预测中的比较

在潜油螺杆泵的使用中,转速的选择与控制十分重要,同时转速的预测能够有效地避免泵效下降、延长泵的使用寿命。目前在分析各因素对螺杆泵转速影响的基础上,采用人工神经网络方法建模并进行预测其后续转速已成为研究的热点。在对螺杆泵转速影响因素的分析基础上,采用BP网络、RBF网络和Elman网络分别对转速进行实例研究并观察其误差。结果表明,三种典型的神经网络模型均能够很好地描述任意温度、原油粘度和泵端压差等工况条件下的螺杆泵转速变化特性,实现螺杆泵转速的预测。RBF神经网络训练速度最快且误差值最小,Elman神经网络和BP神经网络的预测误差接近,但前者的训练误差要比后者平滑。     

潜油螺杆泵采油系统数字化设计平台的开发研究

阐述了数字化设计技术的内涵和重要性,分析了潜油螺杆泵采油系统研发中存在的问题,应用数字化设计技术建立了具有设计、分析和数据管理功能的潜油螺杆泵采油系统数字化设计开发平台.介绍了潜油螺杆泵采油系统数字化设计开发平台的基本构成和特点.     

2Z-V型电动潜油螺杆泵采油系统用行星减速器优化设计

电动潜油螺杆泵采油系统(ESPCPS)的设计关键是要解决螺杆泵低转速、高扭矩的动力输入要求,研究实验结果发现机械减速器是整个机组系统的难点所在。根据胜利油田某油井工况对电动潜油螺杆泵采油系统用减速器的设计要求,采用2Z-V型少齿差行星齿轮传动进行优化设计。根据所建立的数学模型,选用可靠性高、搜索速度较快的分层网络法进行寻优,性能参数良好、优化效果明显。首次提出了潜油螺杆泵减速器综合性能系数R,解决了不同机组、不同工况下、不同结构潜油螺杆泵减速器的性能比较问题。     

潜油电泵油井诊断仪的研制及应用

油田进入高含水期所采用了电潜泵作为增大排液量的方法,在生产过程中容易出现许多不易判断的井下故障,这里介绍了一种采用计算机系统对井下故障进行诊断的仪器,叙述了仪器的设计结构和应用效果。     

转轴扭曲及单元组合对潜油螺杆泵直驱永磁电机转矩脉动的影响研究

针对潜油螺杆泵直驱永磁电机负载运行时,其细长轴发生的扭曲形变及单元组合式结构带来的转矩脉动问题,利用有限元仿真分析,对该潜油电机负载运行时转轴扭曲角度进行了准确计算,详细分析并验证了该潜油电机转轴扭曲角度与转矩脉动之间的关系,研究了单元组合式的特殊结构对该潜油电机转矩脉动的影响,通过理论分析了其影响程度,找到了削弱单元组合式结构带来的转矩脉动的方法,并通过研制样机及样机实验,检验了此种削弱方法的有效性。研究结果表明:该潜油电机转轴扭转角度较小,对电机转矩脉动的影响很小;单元组合式的结构对该潜油电机的转矩脉动影响较大,通过改变相邻单元电机定子的相对位置可有效削弱由此带来的转矩脉动,为削弱单元组合式电机转矩脉动提供了思路。