基于田口法的潜油电机槽型优化研究

潜油电机作为潜油电泵机组的重要组成部分,其性能指标尤为重要。由于潜油电机细长的结构特征,导致在槽型设计方面不同于普通的异步电动机。 基于田口法,在保证潜油电机定转子外形尺寸、温升条件、机械强度不变的情况下,通过确定6个槽型优化因子(定子斜肩角、定子槽高、定子槽宽、转子斜肩角、转子槽高和转子槽宽)与4个优化目标(电机效率、功率因数、最大转矩倍数及启动转矩倍数),建立潜油电机槽型优化目标正交矩阵,降低了仿真次数。借助于有限元法与电磁设计相结合的场路分析方法,得出不同设计方案的性能指标。通过统计学方法确定各优化因子对优化目标的影响关系和影响程度,确定最终优化方案。最后,以143系列210 kW的潜油电机为例,对其槽型进行优化设计,验证该方法的可行性。     

潜油螺杆泵直驱单元组合超细长永磁电机研究

针对传统潜油螺杆泵用驱动电机在制造、运行以及维修等方面存在的问题,提出一种潜油螺杆泵直驱超细长比单元组合式永磁电机。在介绍该种电机的组合方式和结构特点之后,采用场路结合的方法进行了电机电磁设计,并利用有限元法分别对电机定、转子结构进行优化设计,得到了电机的空载磁场特性,最后对样机进行了空载反电势和负载测试试验。样机试验结果验证了场路结合计算方法的准确性和电机定、转子结构优化设计的有效性。理论研究结果和样机试验结果对比表明,该种单元组合式永磁同步电机结构可行,可广泛应用于潜油螺杆泵直驱系统中。     

潜油电机功率选择初探

介绍了潜油电机功率的常规选择方法，并从一次性设备投资和长期运行费用角度分析，提出适当选择大功率电机更经济、安全；论述了电机效率与负载率的关系，指出电机效率的最高点并不是在额定负载时，而是在负载率为0．75左右，并且在负载率为0．5～1．0时其效率变化很小；通过举例说明了选择高电压低电流大功率电机不仅可以达到电缆节能的目的，而且随着电缆、电机热功耗下降，对绝缘材料的老化也起到了延缓作用。认为选用潜油电机的最佳功率值为潜油电泵机组所需功率的120％～130％为宜。     

有效利用增容技术满足不同井况潜油电机需求

近几年很多潜油电泵生产厂家推出增容技术和可变功率技术，并使用这两种技术生产了增容的潜油电机和可变功率的潜油电机。要想合理、科学的使用这两种潜油电机产品，我们必须了解其相关技术的原理。     

减速器驱动螺杆泵在三次采油中的应用前景

为了满足注聚合物开采方式的要求 ,在潜油电机和螺杆泵之间增加一个大功率、适合与潜油电机和螺杆泵相互匹配的减速增矩装置是降低转数、增加扭矩、提高螺杆泵工作效率的最有效方法 ,此装置对高含蜡、砂及高粘原油的举升有很强的适应性 ,在外围油田开采、聚合物驱油和三元复合驱采油的举升中有着重要的意义。     

深井稠油潜油电泵

塔里木油田具有油藏超深、原油超稠的特点,稠油在产出过程中有胶质沥青沉积和摩擦阻力较大的问题;加之井底温度高,常规潜油电泵机组电机过热、过载、易卡泵等,往往引起机组寿命短、频繁作业、采油成本居高不下。为此中国石油渤海装备制造有限公司中成机械制造公司开发设计了深井稠油潜油电泵机组,研制了大功率耐高温电机,电机散热性能改善;设计应用了宽流道抗稠油叶导轮、配套导流罩技术等,实现了深井稠油井电泵开采的长寿命运行。深井稠油潜油电泵机组的研制成功,填补了国内同类产品的空白。     

单元组合潜油永磁电机流热耦合温升模型研究

潜油电机长期工作在高温、高压的井液中,无法实时监测其运行温度,可能导致电机过热烧毁。为此,建立了潜油永磁电机室内流热耦合温升模型,通过经验公式初算电机各部件的导热系数和散热系数,进行3D有限元温升计算,得到了室内模型各部件的温度分布情况。并基于0.5 k W样机室内温升试验数据对相关导热系数及散热系数进行修正。将优化后的数据导入到单元组合潜油电机井下流热耦合温升模型中。建立电机机壳外侧的原油对流换热边界条件和定、转子之间的润滑油对流换热边界条件,得到了准确的潜油电机井下流热耦合温升模型,为潜油电机热负荷的选取提供了可靠的理论依据。     

潜油往复式抽油机研究及其故障诊断

潜油往复式抽油机是针对"三低"油藏、大斜度井研制的无杆采油设备,在国内已有小规模试验应用,节能效果显著.开展潜油往复式抽油机结构、原理和运动规律研究,建立举升过程理论模型,提出潜油直线电机优化设计方案、基于功率曲线监测的故障诊断方法、新型低成本固体化学防蜡方法及工艺、玻璃钢敷缆复合连续油管技术等一系列措施.应用效果表明...     

107系列耐高温小直径潜油电机

107系列高温潜油电机是根据中原油田的生产需要新研制的小直径系列潜油电机。通过参数优化、材料优选与潜油泵的适应性研究,研制成功外径为107mm、绝缘等级为H级的小直径电机,机组轴向投影尺寸112mm,适用于井筒内径大于116mm的套变、缩径与结垢井及150℃高温油井提液,能节约采油成本,增加原油产量,经济效益和社会效益显著     

潜油(卤)电机井下PHI监测装置

本文介绍一种潜油(潜卤)电泵的配套设备—潜油电机的井下油压(P)、油温(H)和系统绝缘电阻(Ⅰ)的监测装置,以及构成装置的各环节工作原理和现场工业试验结果。实践表明,装有井下PHI监测装置的潜油(卤)电机,可大大提高其运行可靠性。     

A new diagnostic method for identifying working conditions of submersible reciprocating pumping systems

The submersible pumping unit is a new type of pumping system for lifting formation fluids from onshore oil wells, and the identification of its working condition has an important influence on oil production. In this paper we proposed a diagnostic method for identifying the working condition of the submersible pumping system. Based on analyzing the working principle of the pumping unit and the pump structure, different characteristics in loading and unloading processes of the submersible linear motor were obtained at different working conditions. The characteristic quantities were extracted from operation data of the submersible linear motor. A diagnostic model based on the support vector machine (SVM) method was proposed for identifying the working condition of the submersible pumping unit, where the inputs of the SVM classifier were the characteristic quantities. The performance and the misjudgment rate of this method were analyzed and validated by the data acquired from an experimental simulation platform. The model proposed had an excellent performance in failure diagnosis of the submersible pumping system. The SVM classifier had higher diagnostic accuracy than the learning vector quantization (LVQ) classifier.     

潜油电泵井系统的优化设计

潜油电泵井系统由油井、潜油电泵机组和管路三个子系统组成，三个子系统既有区别又相互联系。对潜油电系井系统进行优化设计应以系统效率最高为目标函数，综合考虑油井、潜油电泵机组和管路三者的相互关系，通过优选泵型、级数和电动机型号等使潜油电泵井系统效率达到最高和节能。最后给出了优化设计的具体方法及两口井的设计计算实例。     

基于Labview的潜油电动机自动测功系统

针对潜油电动机进行试验和测试难度较大的问题,利用软件平台Labview设计的虚拟二次仪表和硬件平台相互结合,开发出一套潜油电动机自动测功系统。该系统采用简单直观的人机交互窗口操作方式,能够方便地完成对潜油电动机空载、负载、堵转3种状态下的性能测试试验,并绘制出所需要的性能参数曲线,同时能够进行信号存储、回放察看、报表打印等,并在现场应用中取得了良好的效果。     

潜油电动机冷热态电阻的自动测量

潜油电动机的冷热态电阻是衡量潜油电动机质量的重要指标,目前大多数潜油电动机试验台都采用手工方法测量,其缺点是受人工接线的影响,测量速度慢,触点误差难以控制,特别是热态电阻的测量,不能满足测量时间的要求。为此,介绍一种利用分压电路原理的自动测量方法。该方法通过测量标准电源在电阻上的压降来测量电动机的冷热态电阻,效果好,自动测量电路简单,测量重复性好,性能可靠,测量系统自动化程度高。     

斜井潜油电泵扶正设计与冲蚀模拟

潜油电泵机组用于斜井采油时,横向力分量使电泵机组变形将改变其与套管的配合间隙甚至产生接触摩擦。鉴于此,建立了潜油电泵机组有限元模型,获得井斜度对电泵机组径向位移的影响规律。对扶正后电机外壳与套管间流场进行流体仿真分析,得到电机外壳井液速度分布规律,计算了不同含砂体积分数井液对电机外壳的冲蚀率,并预测电机使用寿命。研究结果表明:无扶正状态下电泵外壳最大径向位移随倾斜角度增大呈线性增长;设置扶正器后,最大流速有所下降,但随电泵倾角的增加而增大;井液含砂体积分数对电机壳体表面冲蚀率和寿命的影响呈线性关系。所得结论可为斜井环境中不同井斜度、多种管径配套尺寸的扶正方案及冲蚀寿命评估提供参考。     

潜油电泵高效运行的途径

潜油电泵高效运行的主要途径是：①根据油井流入特性，优化设计潜油电泵的抽吸参数，使油井的供液能力与泵的排注液能力匹配；②采用变频调速器，改变潜油电机的转速，进而改变电泵的特性，达到供采平衡；③采用可调油嘴改变电泵的管路特性，以改变其抽吸参数和工况点，使电泵在高效区运行。实践证明，采用此方法后，可确保潜油电泵在高效区运行，不仅提高了系统效率，增加了产液量，而且还节省大量电能，延长了潜油电泵的寿命。     

油井气举-电泵组合举升运行参数的联调优化

为了解决气举-电泵组合举升配产过程中由于低效工况造成的生产不协调问题，通过研究油井流入动态、井筒多相流动特性、举升工艺的运动学及动力学特征，以及相互之间的能量作用关系，建立了气举-电泵举升耦合数学模型。基于节点分析的方法，通过对油井工况进行分析，在此基础上形成了不同配产目标下气举-电泵组合举升运行参数的优化联调方法，给出了不同配产条件下的电泵和气举优化运行参数。计算结果表明，在气举-电泵组合举升系统出现低效工况时，可以利用采集的生产动态数据进行工况分析，结合分析的量化结果在产量变化时进行参数调整决策，科学设计气举-电泵井的频率-注气联调方案，实现油藏、井筒、双举升设备的协调工作，在不动管柱作业的情况下达到组合举升油井的高效运行。     

潜油电机设计方法改进研究

根据潜油电机的特殊结构,建立了充分考虑定子隔磁段及转子扶正轴承对端部漏抗影响的三维有限元数学模型,对其求解得到了具有通用价值的端部漏抗曲线族.运用流体力学基本原理,并结合潜油电机止推轴承动块、静块以及扶正轴承的经验公式得到了简便计算潜油电机机械损耗的方法.改进了潜油电机的设计方法,提高了其设计精度.设计结果与实验数据对比表明,该方法正确可行.