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。     

留北潜山大排量双作用柱塞泵的应用

留北潜山油田具有丰富的地热资源,供液能力比较充足,传统采用潜油电泵举升工艺,能达到大排量提液需求,但存在能耗高、维护成本高等缺点。因此研究了双作用泵配套塔式抽油机举升工艺,该工艺通过一次往复冲程完成两次进液和出液,可达到潜油电泵的排量,现场应用时配套塔式抽油机、开关磁阻电动机等节能设备,可大幅降低采液能耗,同时兼具维护成本低,操作简单等优点。现场应用6口井,日节电率与同排量的潜油电泵相比达到85%以上,节能、节支效益显著,为地热资源低成本高效开采提供了技术手段。     

双作用抽油泵的研究应用

研制的 70mm双作用抽油泵主要由泵筒、空心拉杆、上密封短节、上部进油阀、下部进油阀和柱塞等部件组成。这种泵采用两套进、出油阀 ,在一个往复冲程中完成两次吸液和两次排液动作 ,上下冲程都能出油。中原油田分公司第三采油厂卫城油矿WC5 8— 19井的现场应用表明 , 70mm单柱塞双作用抽油泵在不改变抽油机和抽油杆组合的情况下 ,比同泵径普通抽油泵理论排量增加 2 0 %～ 5 0 % ,系统效率比普通泵高 12 7%。     

直线电机抽油泵系统试验研究

直线电机能够产生直线往复运动,将其与抽油泵相结合形成一种新型无杆采油设备,彻底取消抽油杆及地面传动机构,从而大幅降低系统能耗,提高系统效率.通过试验研究得到直线电机抽油泵特性及其变化规律,具有理论及工程实际意义.     

直线电动机抽油机在油田中的应用

油田在用的常规游梁式抽油机具有配套技术完善、运行可靠、维护简单等优点,但是作为油田主要举升设备,仍存在能耗高、效率低的问题.目前的节能抽油机设计传动环节多,结构繁复,节能与增效的效果有限.直线电动机抽油机采用直线电动机驱动,简化了传统的减速传动环节,动力驱动由传统的旋转驱动转变为直线往复驱动,因此,具有更加完善的平衡性、动力性和运动性.通过改造前后能耗与系统效率的测试对比,以直线电动机驱动为动力的直线电动机抽油机具备更好的节能效果与效率水平.     

抽油泵强制增油装置的研制与应用

1　工作原理及主要技术参数1.1　结构(如图1)。图1　抽油泵增效装置示意1.2　工作原理液压增效装置联接在抽油泵(去掉固定阀)下端,当抽油泵柱塞下行时,游动阀打开,油管内液柱压力作用在推杆上,排出阀关闭,推杆下行,把液柱重力传给活塞和弹簧。活塞下行时活塞内吸入阀打开,工作筒内环形空间充满井液,活塞下行是在井液中运动,同时,弹簧被压缩。当柱塞上行时,弹簧释放能量,向上推动活塞,吸入阀关闭,此时沉没压力与弹簧同向迭加,推动活塞向上运动。活塞压缩空间内的液体,排出阀打开,液体被推进抽油泵筒内。如此往复工作,整个增效装置的进液与排…     

直线电动机直接驱动的节能型抽油机现场应用与评价

常规游梁式抽油机由于其突出的优点一直占据着有杆泵采油地面设备的主导地位,随着油田相继进入开发中后期,井况变得更加复杂,降本增效的任务更加艰巨,对节能型采油设备的需求更加迫切。针对传统游梁式抽油机系统转换效率低、稳定性差的问题,引进复式永磁电动机抽油机、直线电动机抽油机、直接平衡直线电动机抽油机3种由直线电动机直接驱动的节能型抽油机,简化了机械传动过程,有效地提高了效率,通过3种节能型抽油机的现场应用情况,对比分析出不同抽油机的适用条件。     

直线电动机抽油机技术在油田应用的研究

针对油田生产实际应用的直线电动机抽油机的情况,分析了直线电动机结构特点及工作原理。直线电动机动子在通入变频控制器输出的低频电流后,沿主板上安装的导轨上下运动,并通过扁钢丝绳直接与抽油杆连接(经过承载桁架的顶部转向轮换向)带动抽油杆抽油。根据现场监测分析并得到相关重要结论:直线电动机抽油机取消了复杂的能量传递环节,提高了传动效率,结果达到比原先更换前普通游梁式抽油机节能40%以上的效果。     

三腔抽油泵的矿场应用

目前,在套管直径为φ139.7 mm的油井中,使用的抽油泵最大泵径已经上升到了φ95 mm,但是随着油井动液面的下降,这些大泵要实现深抽是比较困难的,就需购进更高强度抽油杆和大型抽油机,生产成本过高,而设计更长冲程的抽油泵要与长冲程抽油机相配套,显然成本也降不下来.因此,无论是大泵还是长冲程泵,都必须与大机、强杆配套才能奏效.但是,目前现场在用的小冲程抽油机占很大比例,如果仅仅追求大型抽油机、高强度抽油杆,势必造成相当数量的抽油设备闲置不用,造成极大浪费.为立足于油田现有的3 m冲程的抽油机,利用现有设备,达到小泵深抽大幅度提液的目的,φ56 mm串联式三腔抽油泵,即可解决上述问题.φ56 mm串联式三腔抽油泵的参数为冲程3 m、冲次6 min-1时,理论排量可达到138.4 m3/d(相当于φ83 mm泵的排量). 　　……     

双作用抽油泵研制与应用

针对目前冀东油田部分浅层油藏特点,通过优化设计上部小直径抽油泵密封副、环空阀罩、小柱塞进油阀罩等结构,研制出了双作用抽油泵,实现了1个往复冲程过程中2次排油和进油过程,理论排量相当于同规格大直径抽油泵的1．7倍,具有排量大,结构简单,性能可靠等优点。阐述了双作用泵的结构设计、工作原理、主要技术参数和特点。现场应用表明,该泵能够满足大排量提液的要求,可有效降低生产成本。     

中原新型节能潜油电动机的开发和应用

为解决电潜泵井生产过程中能耗大、采油成本高等问题,研制出新型节能潜油电动机。介绍了新型节能电动机研制的技术依据、技术路线、技术关键,以及优化设计结果和节能效果分析。与中原统图电动机相比,其运行电流平均降低45.2％,功率和功率因数平均提高4.53％和3.72％,电缆节能达68.3％。现场应用表明,新型节能潜油电动机具有降低电潜泵井系统能耗、节约电网容量、延长电潜泵机组使用寿命和检泵周期、减少作业与维修费用、增加油井产量等特点,其推广应用将对油田的增油降耗起重要作用。     

直线潜油电泵举升工艺技术及应用

国内外主要的机械采油方式(达80%以上)是有杆抽油系统,且以游梁式居多,随着油田开发进入中后期,在深井举升系统中,抽油杆的偏磨、断脱等事故明显增加,能耗大、效率低的矛盾日益突出。介绍了一种高效、节能的举升技术——直线潜油电泵举升技术,这是一种无杆采油技术,实现了直接传动,具有能耗低、泵效高,以及较强的防卡、防气能力,且自动化程度高的特点。详细介绍了该技术的主要性能参数和特点,并与电潜离心泵、电潜螺杆泵等配套举升技术的主要技术指标和适应性进行了对比,分析了其适用条件。该技术在胜利油田垦东12区块进行了规模化试验,结果表明,相同条件下泵效提高20%以上,单井耗电量下降幅度达40%,取得了明显的节能效果。      

直线电动机抽油机速度闭环控制系统的设计

介绍了一种基于西门子S7—300PLC和MM440通用变频器加旋转编码器构成的直线电动机抽油机速度闭环控制系统。该系统利用旋转编码器对永磁同步直线电动机的速度进行监测,根据电动机速度来调整直线电动机输出的推力,使得直线电动机能够平稳、可靠地运行,并以此来解决直线电动机抽油机对变化载荷的响应问题。试验及现场应用表明,该系统在直线电动机抽油机上的载荷变化较大时效果明显,抽油机在运行过程中更加平稳、可靠,因抽油机上的载荷峰值而引起永磁同步电动机失步次数明显减少,有效提高了直线电动机抽油机的性能和使用效率。     

小泵径杆式抽油泵的研制与应用

针对油田小泵径管式抽油泵修井检泵作业需起出油管柱的问题,研制了一种长柱塞短泵筒结构的小泵径杆式抽油泵。该泵采用长柱塞短泵筒、双坐封结构、弧面结构的密封座环、双游动阀下置、碳化钛阀球和碳化钨阀座等技术方案,解决了小泵径杆式抽油泵的结构设计和可靠性问题。现场试验结果表明:小泵径杆式抽油泵一次性下泵坐封成功率100%,能满足低产液井使用要求,同时还可降低修井检泵作业劳动强度,减少修井占井时间对原油产量的影响,节约生产成本。该抽油泵解决了排量大与单井产液量低的矛盾,可适用于低渗透油田低产井原油的开采。     

直线电机抽油泵泵阀不同工况特点研究

直线电机抽油泵是一种新型高效节能的采油装备,目前尚处于研发阶段,泵阀总成是制约其工作效率提高的关键因素之一。为充分认识该系统泵阀工作行为与其他抽油机的不同,找出合理设计依据,运用计算流体力学方法对所设计的泵阀总成进行了三维数值模拟,计算结果正确反映了流场状态,得到了阀球运动规律。通过研究不同柱塞冲程和冲次参数组合情况下阀球运动,分析了泵阀总成的启闭和导向性能,得到了系统最佳设计参数。     

高效双向抽油机及抽油泵设计与试验研究

针对油田所使用的有杆采油设备断续出油造成的设备利用率低、耗电量高、上下冲程中抽油杆交变载荷运行不平稳等诸多问题,研制了一种高效双向抽油机及配套抽油泵。该抽油机在上下冲程中,同步带动2台井下抽油泵运动,在1个循环工作周期内1台泵处于抽油状态,另1台泵处于吸油状态,实现井口连续出油。通过2台井下抽油泵同步反向运动使抽油机工作载荷平稳,达到连续抽油、小机型大冲程、平衡抽吸载荷、提高工作效率及设备利用率的目的。制作了高效双抽油机及井下配套抽油泵的试验样机,通过试验验证了设计的合理性与可行性。     

抽油泵的最佳等效泵隙设计

抽油泵上行程提液时柱塞副功率损失包括漏失损失和摩擦损失。根据总功率损失最小的原则导出了抽油泵最佳泵隙计算公式。建议以并液粘度、下泵深度和柱塞运动速度为依据,考虑井液含砂量,并适当调节柱塞长度,按推荐公式设计抽油泵的等效泵隙。     

可改变抽油泵排量的减振节电装置的应用

可改变抽油泵排量的减振节电装置适用于低产油田、低产区块，能够协调供排关系，均衡抽油机载荷、改善抽油机电机状况，降低有功功率消耗。该装置制造工艺简单，成本低，安装简便，目前已获得国家专利。     

柔性金属抽油泵及在冀东油田的应用

本文分析了冀东油田有杆泵举升的技术难题,介绍了柔性金属抽油泵的结构组成和技术原理,分析了其技术特点。该泵在冀东油田进行应用,尤其在出砂井及大斜度井方面效果显著,大幅度提高了泵效,延长了检泵周期,减少了相关作业费用。     

大排量异型泵在冀东浅层油藏的应用

浅层油藏进入开发的中后期,放大生产压差、提高排液量是提高开发效果的重要途径.因此,寻找到经济同时又能满足开发要求的举升方式尤为重要.为解决该问题,以大排量提液为中心,开展了双作用抽油泵、并联抽油泵等大排量异型泵及配套工艺的研究,通过试验达到拓展有杆泵采油方式的适应范围的目的,并实现不同排量泵型系列化.近几年在柳102等区块油层物性好、天然能量充足的浅层油藏应用大排量异型泵代替电潜泵提液,取得了很好地提液增油效果,改善了区块开发效果,同时大大降低了生产成本.