螺杆泵采油系统地面驱动电机功率的计算与选择

针对螺杆泵使用过程中地面驱动电机功率选择偏高或偏低的问题,对启动过程中螺杆泵的运动特点和受力情况进行分析,提出全面计算抽油杆柱负载扭矩及考虑全压启动加速扭矩系数来选用电机的方法.以此建立的电机功率计算模型法与根据泵型经验法或仅考虑抽油杆柱的有功扭矩选取电机方法相比较,得到的电机功率平均降低了21.3%,更符合生产实际要求,发挥了螺杆泵采油系统节能降耗的技术经济优势.     

降低螺杆泵电动机功率可行性研究

螺杆泵具有低能耗、低噪音、低投入,以及占地面积小等优点,适用于过渡带、稠油、出砂、家属区等生产井,尤其在节能方面具有很大的优势。大庆油田第一采油厂共有1 542口螺杆泵井,节能潜力较大,通过节能理论分析和螺杆泵功率计算,得出了适合该厂的螺杆泵泵型与电动机匹配标准。现场试验结果表明优化螺杆泵井电机配置可以实现节能降耗。     

基于电参数的螺杆泵杆管偏磨预判研究

针对螺杆泵采油中存在的杆管偏磨问题,建立了基于电参数的抽油杆偏磨分析模型。通过模型分析发现:抽油杆扭矩和轴向力的变化都能反映工况的变化;抽油杆扭矩与沉没度正相关,与油管半径负相关;当扭矩和轴向力发生变化时,抽油杆的偏磨程度就会发生变化,该变化会在电流和有功功率参数中反映出来。结合现场故障井数据分析得出:有功功率对工况变化的敏感性强,尤其对中小驱动装置或电机轻载情况,比电流具有更强的反映工况变化的能力;当抽油杆磨断时,电流会有一定程度降低,而有功功率则产生明显突变;含蜡量、转速和沉没度偏高所引起的杆管偏磨监测曲线的变化趋势与基于电参数的抽油杆偏磨模型的分析结果一致。根据研究结果,提出用自动调速功能控制沉没度波动;通过控制系统自动调整螺杆泵转速的方法改变液面深度,使杆管磨损程度大幅度降低;应用自动连续监测方法确定螺杆泵井的合理热洗周期,从而预防含蜡量偏高所引起的杆管偏磨。      

抽油机用双功率电机的设计及试验研究

文章提出了一种在Y系列电机结构的基础上。电机采用双绕组、双功率的设计方案，设计的新型电机能够在大功率下启动、在小功率下运行，保证了电机功率与抽油机负载的匹配，使得电机在效率和功率因数最佳的状态下运行，达到提高机采系统效率的目的，并延长电机的使用寿命。电机的型式试验和应用表明。利用该项新技术的采油系统节电效果明显。     

抽油机蓄能器试验与分析

在厂内和现场分别开展了用Y系列电机改装的蓄能器与高转差电机拖动抽油机的对比试验。试验表明,在Y系列电机上加可分离的飞轮后启动能力增强,相同工况下比高转差电机耗能少,相同拖动能力下比高转差电机功率低、价格低。但还应减轻质量、便于更换电机;改进结构、实现自动离合。     

直驱式螺杆泵地面驱动系统节能效果分析

直驱式螺杆泵地面驱动系统与传统变频调速螺杆泵地面驱动系统相比系统效率较高,应用直驱式螺杆泵地面驱动系统可大大提高螺杆泵采油系统地面效率,降低百米吨液耗电量,达到节能降耗的目的.为了了解直驱式螺杆泵地面驱动系统的节能效果,进行了不同工况条件下的室内模拟试验和现场试验.试验表明,直驱式螺杆泵地面驱动系统效率较高,在装机功率相同的情况下,低转速、低工作扭矩的螺杆泵井应用直驱式螺杆泵地面驱动系统节能降耗效果更加显著.     

螺杆泵专用扭矩锚的研制

螺杆泵井下锚定常采用的Y2 11型封隔器总成承载扭矩较小 ,生产过程中油管经常脱扣。为此 ,研制了螺杆泵专用扭矩锚 ,该扭矩锚主要由锚体、卡块、卡套、扶正器等组成。下井时将扭矩锚接到螺杆泵下端 ,当螺杆泵工作时 ,产生的正向扭矩使卡块转动 ,在卡块和套管摩擦力作用下 ,卡块翻转 ,将螺杆泵定子和套管内壁锚定 ;当螺杆泵停止工作时 ,正向扭矩消失 ,在反向扭矩的作用下 ,锚定自动解除。螺杆泵专用扭矩锚在孤岛区块油田共推广应用 32井次 ,锚定成功率均达 10 0 % ,减少无效作业 8井次 ,生产周期延长 64d ,节约生产成本 3 2万元 ,累计增产原油 1 3万t     

双绕组双功率节能电动机的研制与应用

针对抽油机井交变负载的运行特点，以常规Y系列电机为基础，研制开发了抽油机井专用的双绕组双功率节能电动机，该电动机克服了以往节能电机难于实现启动与运行功率问自动可逆切换的弊端，真正实现了抽油机运行负载与电机输出负载问的合理匹配，此项技术达到了国内领先水平，实际应用中见到了较好的节能效果。     

电参法确定螺杆泵井热洗周期

1·参数与螺杆泵井光杆扭矩的一致性关系(1)与螺杆泵井光杆扭矩关系理论研究。螺杆泵电动机运行损耗分为固定损耗和可变损耗。前者包括铁损耗和机械损耗等;后者包括定、转子铜损耗及杂散损耗等。通过研究得出,电动机有功功率与光杆扭矩基本上呈线性关系。(2)室内实验结果。在标     

螺杆泵井扭矩图的编制

自2004年以来,大庆油田采油一厂七矿螺杆泵井杆断比例逐年上升,致使该矿螺杆泵检泵率居高不下。本文通过理论分析与现场实践,绘制了螺杆泵扭矩图,可一目了然地判断螺杆泵的生产动态,有效地控制了螺杆泵井杆断的发生。     

地面驱动螺杆泵用电动机功率选择方法初探

针对螺杆泵使用过程中地面驱动电动机功率选择明显偏高的问题,提出采用扭矩计算法选择电动机功率的新方法,并给出计算实例。扭矩计算法与在用的泵型选择电动机功率法相比,选择的电动机功率降低1～2个等级,因而在满足生产实际需要的情况下能实现较好的系统功率匹配。经过100多口井的实践证明,按扭矩计算法选择的电动机功率均满足生产需要,对提高整个螺杆泵采油系统效率,具有实际指导意义。     

关于游梁抽油机合理驱动和电机节能的讨论

游粱抽油机承受一种交变载荷．启动转矩大，在1个周期(1个冲次)内载荷变化很大。游梁抽油机通常用Y系列电机驱动，其机械特性是硬特性，这使得电机与游梁抽油机匹配不合理，系统效率不高。文章介绍了游梁抽油机负载特点，对合理驱动以及电机节能的问题进行了讨论．提出了应综合考虑的观点。即，首先要考虑合理驱动．其次是电机节能的问题。     

液力驱动式单螺杆泵设计计算

在介绍了液力驱动式单螺杆泵的结构与工作原理后,给出了泵的两个主要部件单螺杆泵与单螺杆马达的螺杆-衬套副的端面直径、衬套导程和偏心距的计算方法,以及单螺杆泵与马达协调工作时,两者之间的扭矩和功率的大小应满足的关系。给出的计算公式是根据单螺杆式水力机械的基本理论和工作特点,并考虑现场实际提出的,因此对这种类型的单螺杆泵的设计具有普遍意义,对于不同总体结构布置形式的液力驱动式单螺杆泵,设计时有些公式应重新推导。     

地面驱动螺杆泵采油系统启动过程动力学研究

综合考虑地面驱动与传动系统的机械特性、杆柱扭转振动、杆柱所受的液体阻尼与负载扭矩,建立了地面驱动螺杆泵采油系统动力学分析的数学模型,该数学模型由描述转盘旋转的动力学常微分方程与描述杆柱扭转振动的波动方程组成,既可以分析螺杆泵采油系统启动过程的动力学特性,也可以分析其停车过程的动力学特性。建立了一种独立模块仿真算法,求解转盘旋转动力学常微分方程组与杆柱扭转振动波动方程所组成的耦合数学模型。开发了地面驱动螺杆泵采油系统动态参数的计算机仿真软件。仿真计算结果表明,对于机械特性较硬的Y系列电动机所驱动的螺杆泵采油系统,电动机在较短时间内就能达到其稳定工作转速,驱动头处有较大的动载扭矩,动载系数随工作转速的增加而增加。当工作转速增加至300r/min时,动载系数达1.3,在对采油杆柱进行强度计算时,有必要考虑动载系数的影响。     

中空转子螺杆钻具外特性分析

对中空转子螺杆钻具外特性的理论分析表明，随马达压降的增加，马达理论转速和理论效率下降，理论扭矩增大；而马达的理论输出功率先随压降增加而增大，压降达到某一临界值时，理论输出功率达到最大，随后逐渐减小，直至马达停转。中空转子螺杆钻具马达的最大输出扭矩与泵排量密切相关，还受泄漏量的影响，即泄漏量增大最大输出扭矩就减小。中空转子螺杆钻具的临界排量随马达压降的增加而增大，是衡量其性能的一个重要指标。     

螺杆泵用多功率变极调速节能电动机设计

根据地面驱动螺杆泵电动机的实际工况, 提出了分挡多功率单速和变极调速 2种新的电动机设计方案。计算了分挡多功率电动机运行性能, 分析了该电动机在 2种不同功率下的启动性能。根据变极原理设计了螺杆泵用变极调速电动机。使用结果表明: (1) 多功率电动机在低负荷时通过换挡得到较高的效率和功率因数, 具有显著的节能效果; (2) 采用正弦绕组可使变极调速电动机气隙磁动势波形更接近正弦波, 有效地降低了电动机附加能耗; (3) 采用变极调速电动机可以满足螺杆泵工况要求, 达到节能目的。     

GBF型螺杆泵地面驱动系统设计

针对现有GBF型螺杆泵存在的问题,对其地面驱动装置的传动系统和控制系统进行了设计。在传动系统方面,采用无刷直流电机取代传统的三相异步电机,用动态扭矩传感器对螺杆承受扭矩实时监测,并根据实际工况要求设计了减速器。在控制系统方面,整个硬件平台和软件平台采用TI公司高性能的TMS320C2812型DSP作为系统的主控制器,通过调节PWM波占空比实现了电机的无级变速,采用增量式PI对电机闭环控制;通过软件措施实现了电机的软启和软停,并能够预防螺杆泵系统运行过程中可能出现的烧泵和堵转等问题。基于Labview仿真平台对PI参数调节过程进行了仿真研究。     

镦锻式螺杆泵防脱空心抽油杆的研制与应用

目前，我国螺杆泵采油系统大部分采用普通实心抽油杆或摩擦焊接式空心抽油杆来传递动力。由于扭转强度和刚度以及防脱扣性能达不到使用要求，这两种抽油杆在现场使用中经常发生断脱事故，影响了螺杆泵采油系统的推广应用。镦锻式螺杆防泵脱空心轴油杆的两端都有牙体和叉口，空心抽油杆接头靠互相插入的牙体传递扭矩，有效地解决了抽油杆接头脱扣的问题。经室内试验和现场试验表明，这种空心抽油杆具有良好的综合力学性能和防断脱性能，能够满足螺杆泵采油的要求。