井下直线电机抽油泵结构改进

在传统的井下直线电机无杆举升系统中,抽油泵的结构设计不合理,在上下行程中载荷相差大,导致直线电机的换向电流相差大,使系统的冲击载荷增大。改进了抽油泵的结构,将常规直线电机抽油泵由上冲程排液改为下冲程排液,减小了上下冲程极限载荷的差值,改善了整体受力,降低了直线电机换向电流冲击。在模拟井中与常规直线电机抽油泵进行对比试验,新型抽油泵的最大载荷减小了11.3%,最小载荷增大了17%,电流变化范围缩小了12.4%,减小了对电网的冲击,提高了举升系统的可靠性。     

直线电机采油泵存在的问题及改进措施

直线电机可以直接驱动设备做直线运动,不需要传动转换装置。将直线电机与抽油泵结合起来置于井下工作,有利于提高系统效率和节能。为此研制了直线电机抽油泵。通过现场试验和调研,对比不同单位的试验结果,发现了现有系统存在的问题与不足,提出了改进措施。     

数控往复式潜油电泵

<正>数控往复式潜油电泵,是一种以直线电机为动力推动装置,直接驱动管式抽油泵进行采油的新一代采油设备。该系统由直线电机、管式抽油泵和地面控制柜三部分组成。直线电机与抽油泵相连,潜入到地下油层中。利用直线电机往复运动同柱塞运动方向一致的特点,驱动抽油泵柱塞做周期往复运动,将油液举升至地面。该电泵可省去游梁式抽油机及其配套的动力传动系统。与8型游梁式抽油机     

潜油电泵无杆采油技术的设想与实践

柱塞往复式潜油电泵无杆采油技术原理如图1所示，把电机与柱塞式抽油泵结合为一体，电机可以是直线电机或经过减速和换向成直线运动的旋转电机。直线电机的动子可以直接或通过接杆与抽油泵的柱塞相接；而旋转电机则经过减速和换向后，直线运动的推杆与抽油泵柱塞相连。这样电机定子d通电后。驱动动子或推杆c上下运动，从而带动抽油泵的柱塞在泵筒内上下运动，完成抽吸。     

直线电机往复泵采油技术研究与试验

进行了直线电机往复泵配套直线电机的选型分析,确定电机主要运行指标技术要求,完成电机高压密封及配套抽油泵的设计。针对采油系统的工作特点,开发了工况监测系统,通过对运行电流、功率的监测实现电机运行状况的分析,同时设计了井下电机的温度监测系统,通过监测电机初级线圈温度实现对电机的保护。通过电参数监测实现采油系统工况的监测与分析。对直线电机采油系统进行了室内性能测试,在地面试验井内测试整套系统的运行可靠性。测试结果显示电机拉力达到20.8 k N,承压达到25 MPa,在地面试验井内正常运转500 h。开展了3口井现场试验,最大井深1 659 m,最小液量2.33 m3/d,试验后平均系统效率24.6%,节电率达到29.0%,电机温度及系统工况监测工作正常,远程能够对电机生产参数进行调节。     

新型直线电机采油泵及其关键技术

利用直线电机直接驱动采油设备？其效率明显比常见方法高。现有直线电机抽油泵在设计中采用了柱塞泵，由于受井下空间制约及直线感应电机的功率因素较低、出力有限，使泵挂深度受到限制。通过调研和现场试验发现，现有直线电机在参数确定、散热、密封以及电机防护等配套措施方面存在不足。分析了系统设计中的关键技术，进行了新型直线电机采油泵结构方案设计，使结构和功能更加完善、可靠。     

直线电动机-抽油泵系统设计与试验效果分析

鉴于直线电动机能直接产生直线往复运动而不需要中间机构,具有传动刚度高、动态响应快、定位精度高和行程不受限制等优点,成功研制了直线电动机-抽油泵系统。讨论了直线电动机-抽油泵系统结构、柱塞泵结构和控制系统等的设计。现场试验表明,直线电动机无论对有杆泵的地面改造,还是对井下电潜泵的改造,均有利于减小传动机构空间尺寸,用直线电动机直接驱动井下抽油泵泵效高。但直线电动机工作特性、柱塞泵结构及最佳工作参数的确定须从电动机和泵的结构设计入手,改变系统的工作方式,从而发挥直线电动机直接驱动的优势。     

稠油热采井机采系统效率影响因素及应对措施

依据河南稠油油田井楼高浅三区、七区热采井机采系统测试资料,重点对影响机采系统效率的电机、抽油泵、抽油机平衡等因素进行了分析.通过对井楼油田高浅三区、七区配套的变频技术、机械减速技术、永磁电机技术的应用效果分析,指出在电机、抽油机平衡、抽油泵等影响稠油热采井机采系统效率的因素中,抽油泵的泵效对机采系统效率的影响程度较大.提出通过提高泵效,可较大幅度地提高稠油井的机采系统效率.     

直线电动机驱动的大排量潜油抽油泵及其应用

为提高机械采油系统效率,开发了直线电动机驱动的大排量潜油抽油泵。这种抽油泵由双作用柱塞泵和直线电动机2部分组成,双作用柱塞泵置于直线电动机下端,由直线电动机的动子带动其柱塞上下运动进行采油。介绍了装置的结构组成、工作原理和技术参数,对其关键构件大推力直线电动机、电动机保护器和双作用抽油泵的结构和性能特点做了简要的分析。大庆油田2口井的现场试验结果表明,直线电动机驱动的大排量潜油抽油泵可以明显提高机械采油系统的系统效率,节约电力能源,降低生产成本,是一种值得推广的节能采油设备。     

井下直线电动机采油技术试验研究

针对常规抽油机井杆管偏磨的问题,结合细长筒状直线电动机,研究设计了一种利用直线电动机驱动的无杆采油技术。完成了采油工艺方法的设计,确定了抽油泵驱动系统的基本技术参数,设计了配套的单向作用管式抽油泵。在室内对直线电动机进行了耐压性能测试,结果显示该电动机耐压达到25MPa;对电动机进行了温升测试,电机在空载运行情况下,其温稳定值为35K,满足了现场的要求。对直线电动机的推力进行测试,结果显示推力达到20kN。在地面模拟井内对该采油系统进行了可靠性测试,测试结果为井口回压15MPa情况下机组正常工作500h,电动机可靠性较好,达到了进入现场试验的要求。     

直线电机驱动抽油机的试验研究

研制了1台推力为500N的圆筒型直线电驱动的抽油机样机。以此来试验研究圆筒形直线电机在抽油机上的工作特性及其控制系统、电机的固定与调整、抽油机的配重与平衡、刹车与扶正等。提出了研制各型直线电机驱动抽油机的可行性及在工业试验中需要继续完善的问题。     

直线电机智能抽油机研制

研制节能、高效、智能型抽油机是抽油机研发制造行业多年以来不断努力的发展方向.直线电机智能抽油机以直线电机为动力直接带动抽油杆柱做上下往复运动实现原油举升,没有中间减速、换向环节,并利用智能控制器和同步机专用变频器实现抽油机的启停、换向、变速、冲程冲次调整、抽油杆断脱自动保护、自动调整最佳工作制度等功能.着重介绍了国内外第一台直线电机智能抽油机的原理、各部分结构和整机的性能测试情况.与其它类型抽油机相比具有结构简单、占地小、冲程长、节能高效、智能调参等优点,是一种具有很好发展前景的新型抽油机产品,代表了当今地面抽油机械设备的发展水平.     

直接驱动直线电磁抽油机系统的研究及试验

能耗在采油成本中占有相当大的比重。此外,游梁式抽油机系统还存在传动链长、柔性差、在长冲程时体积和重量巨大、系统效率低等问题。针对这些问题,提出了以直接驱动为目的的直线电磁抽油机的设计方案。根据有杆抽油机系统的载荷特性,以多相无刷直流直线电机为驱动元件,设计了直线电磁抽油机系统的总体结构,并研制了小比例模型样机系统,进行了现场试验,结合有杆抽油系统的抽油杆柱的力学和数学模型,进行了直线电机驱动的直线电磁抽油机系统的仿真研究。理论分析和试验结果表明了新系统的可行性和有效性。     

直线电机抽油机与游梁式抽油机工作性能对比

传统的＂机、杆、泵＂系统受抽油机结构和运行规律等条件的制约,冲程短、动载大、深抽效率低。直线电机抽油机克服了＂大马拉小车＂的现象,实现了长冲程、低冲次和抽汲参数的无级调整。研究了直线电机抽油机的工作性能及其对抽油系统的影响,并与游梁式抽油机进行对比,为＂三抽设备＂的优选提供理论支持。     

ZXCY系列直线电动机抽油机工业性试验

为攻克直线电机大推力难题,研制出ZXCY系列直线电机抽油机,其显著特点是,通过变频和控制后,能够直接将电能转变为直线往复运动,简化了能量传递过程,与游梁式抽油机相比,其能量传递效率提高约23%.直线电机抽油机能够实现抽汲参数的无级调整,可以最大限度地满足油井生产对抽油机的各种运行控制要求.在华北油田、江汉油田、塔里木油田及大港油田共进行了6口井的现场试验,开采效果表明,采用ZXCY系列直线电机抽油机后,油井平均日产液量、单井系统效率、输入功率、综合节电率等均比换抽前有显著改善.ZXCY系列直线电机抽油机技术先进、节能高效、性能可靠,既可以满足大泵深抽、大排量提液的需要,也可以满足稠油、高气油比油井及供液不足油井开采的要求.图5表4参23     

直线电机抽油机与游梁式抽油机性能对比

攻克了直线电机大推力的关键技术,研制成功了具有国际领先水平的直线电机抽油机。这种抽油机最大特点是改变了过去各种抽油机将电能转变为旋转运动,再通过机械方式转变为直线往复运动的方式,通过变频和控制直接将电能转变为直线往复运动。与游梁式抽油机相比,直线电机抽油机不但提高了机械效率,而且能够实现抽汲参数的无级调整,进而能够根据抽油的需要调整悬点运动规律,具备智能化控制和远程监控的有利条件。     

直线式电机在有杆抽油设备中的应用

通过对游梁式抽油机的效率、启动特性与直线式电机驱动的有杆抽油机特性的对比，论述了直线抽油机的优越性及应用前景。     

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.     

提高有杆抽油系统效率的新理论与新技术

传统的有杆抽油系统地面效率的最大目标值为 6 2 % ,井下效率的最大目标值为6 2 % ,整个系统效率的最大目标值只有 38 4 % ,认为在传统抽油系统装置不变的情况下 ,要想提高系统的效率即使 10 %也是非常困难的 ,简化和革新传统地面驱动设备才是提高有杆抽油系统效率最直接经济有效的办法。为此 ,提出一种以永磁同步直线电动机为主体的直线电动机驱动抽油机系统。系统由平衡重、机架、初级、次级、控制器、钢丝绳滚轮等组成 ,5型抽油机需要的直线电动机的功率仅为 12kW ,可大幅度提高有杆抽油系统效率     

井下电潜式往复泵举升系统设计

针对目前使用的有杆抽油系统存在的各种问题,提出一种无杆抽油系统,即,井下电潜式往复泵举升系统.对该举升系统进行了设计,并分析了其工作原理.这种举升系统以直线电机为井下动力源,不使用抽油杆,有效地减小偏磨、能耗等问题,提高了综合效益.