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.     

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。     

NGW型潜油行星减速器可靠性优化设计

潜油行星减速器是潜油螺杆泵采油系统中的重要传动部件，它要在高温、高压的工况下长时间连续稳定作业，基于常规机械设计，利用可靠性理论和计算机优化方法，建立潜油专用行星减速器可靠性优化的数学模型，通过Matlab软件的优化算法寻求最优设计参数，实现了进一步缩小减速器直径、增大日产油量和加长泵检周期的目的，从总体上提高了原油开采的经济效益。     

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。     

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.     

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。     

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。     

潜油电泵隔水采油技术

油藏开采过程中,如何降低油藏中水含量的问题,一直困扰着广大油田工作者。为了有效的降低井液中水的含量,提高生产效率,降低生产成本,提出了潜油电泵隔水采油技术。该技术方案是以潜油电泵为抽油主体,依托导流罩、封隔器和相关的密封装置,能够有效的实现油水分离,提高生产效率,降低成本。该技术方案是在传统的潜油电泵抽油技术基础上,进行了技术改造,原理通俗易懂,操作上容易掌握,能够很快的得到应用。该技术通过现场的实际应用,充分证明了以上特点,同时也有效的降低了油藏中的水含量,节约了生产成本,具有广泛的应用前景。     

潜油电机机械损耗分析计算

针对潜油电机的结构特点，通过对大量试验数据的分析和电机电磁计算理论的研究，提出了理论上可行，实际中可操作的潜油电机电磁计算公式和计算方法，并依此编制了潜油电机电磁优化设计程序、为潜油电机的设计提供了科学合理的理论和计算基础。     

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。     

潜油电机设计方法分析

潜油电机属于立式工作的一种电动机，属于特殊性的三相异步电机，具有细长的结构，分段结构为定转子，在每两段定转子之间安装了扶正轴承和隔磁段。由于潜油电机设计形式特殊，导致普通的三相异步电机设计在潜油电机设计中应用适用度不足，本文对隔磁段抗漏计算方式及端部抗漏计算方式进行了优化，从流体力学理论出发，推导了润滑油与转子之间油摩损耗的计算方式，对潜油电机的设计方式进行了优化。     

关于潜油电泵机组防腐蚀地面处理技术的探究

在进行油田开采时，潜油电泵机组需深入井液中，所以分离器腐蚀、保护器腐蚀引起的机组落井和离心泵结垢卡泵造成潜油电泵机组故障的问题较为突出，不仅降低了采油设备的可靠性，也降低了油田开采效率。针对潜油电泵机组腐蚀、结垢问题严重的现象，应利用抗腐剂、阻垢剂等，但由于石油开采的环境、地层有着较大差异，电泵产液量较大，所以解决起来资金投入较大，这就需要从腐蚀、结垢的原因分析，在潜油电泵机组自身进行适当处理，进而达到防腐蚀、防结垢的目的。基于此，本文对潜油电泵机组腐蚀结垢的原因进行了分析，并在此基础上提出了有效的防腐蚀、防结垢措施，以期提供参考，     

电动潜油旋转式柱塞泵抽油系统设计与性能仿真

设计了一种新型电动潜油旋转式柱塞泵抽油系统。该系统主要由潜油电动机、减速器、螺旋凸轮换向机构与柱塞泵等部件组成,其特点是潜油电动机单向旋转,并带动减速器、螺旋凸轮轴单向旋转,螺旋凸轮轴带动滑块、柱塞上下往复运动,从而达到抽油的目的。建立了该抽油系统柱塞运动规律、柱塞液体载荷、减速器输出轴扭矩与电动机输入功率的仿真模型;建立了换向机构尺寸优化设计模型。仿真结果表明,该抽油系统具有良好的运动与动力性能,具有明显的节电效果。     

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。     

潜油电泵的寿命分析

针对潜油电泵运行可靠性的问题进行了研究。通过现场调查，获得了大量详实的电泵故障原因和寿命数据。利用数理统计方法进行分析，给出了寿命数据处理的一般方法。分析了电泵运行的三个阶段及其特点，给出了评价电泵寿命的三个参数，并对潜油电泵的寿命进行了评估。