潜油电动机隔磁段电磁-热-力耦合特性研究

针对潜油电动机分段处多物理场耦合的问题,通过研究其电磁-热-力耦合特性,确定隔磁段和扶正轴承的大小对电动机涡流损耗、温度分布及热传递的影响规律。建立隔磁段及扶正轴承材料的电磁-热-力耦合特性模型,研究不同金属或合金材料的导电特性、导热特性和力学特性耦合作用机理,探究受力约束条件下隔磁段和扶正轴承大小对电动机涡流损耗、温度分布及热传递的影响规律。采用实验对比的方式证明了计算方法和结果的准确性,为研究高性能潜油电动机奠定理论基础。

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。

铜镍合金应用于潜油电动机止推轴承分析

描述了中原油田潜油电动机止推轴承的失效状况,分析了锰白铜材料Cu20Ni20Mn的性能特点,并以此材料制备止推轴承,通过合理的热处理工艺,获得了满足中原油田潜油电动机止推轴承工作条件的显微组织及力学性能。从对Cu20Ni20Mn的性能分析和现场应用情况可以看出,它的时效特性使其具有优良的力学性能,尤其是高温性能良好,不仅可以在液体润滑条件下良好地工作,而且可以在边界润滑、甚至干摩擦条件下良好地工作,具有适合于潜油电动机轴承静块在不同工作条件下长寿命运行的力学性能,可以在深井机组中进一步推广应用。

电潜泵潜油电动机转子弯曲振动临界转速分析

通过对采油电潜泵潜油电动机转子结构的振动模型简化 ,应用机械振动理论和方法 ,分析了转子无阻尼弯曲振动的临界转速问题。建立起一般的分析计算方法 ,并根据电动机转子的具体简化模型 ,应用计算机编程进行了计算。计算结果表明 ,目前油田上使用的电潜泵电动机转速恰好在临界转速 (共振区 )内 ,会引起过大的弯曲振动 ,振动载荷约为正常载荷的 12倍 。

电潜泵潜油电动机转子弯曲振动临界转速分析

通过对采油电潜泵潜油电动机转子结构的振动模型简化，应用机械振动理论和方法，分析了转子无阻尼弯曲振动的临界转速问题。建立起一般的分析计算方法，并根据电动机转子的具体简化模型，应用计算机编程进行了计算。计算结果表明，目前油田上使用的电潜泵电动机转速恰好在临界转速（共振区）内，会引起大的弯曲振动，振动载荷约为正常载荷的12倍，将显著降低潜油电动机和泵系统的寿命。

潜油电动机启动过程对油管的振动影响分析

潜油电动机启动过程会引起举升油管的扭转振动。建立了电潜泵和油管柱组合系统较精确的振动模型,通过构建潜油电动机启动过程的仿真模型,得出不同工况下举升油管的运动规律。实例仿真结果表明,潜油电动机启动时冲击电流会达到稳态电流的20倍左右;同时表明,潜油电动机启动过程中,油管的转角始终处于上升阶段,当电动机稳态运行时,油管转角先处于上升阶段,然后做类似正弦波的周期运动,且在每一个振动周期中转角的最小值为一定值。

潜油电动机优化运行方法研究

延长电潜泵潜油电动机运行寿命,降低采油成本是当前油田生产中的重要研究课题之一。为此,从改进潜油电动机结构设计、采用交流变频调速技术和PLC自动控制技术、采用井下油水分离器、潜油电动机运行寿命模拟仿真装置和对潜油电动机运行状态进行实时监测分析等新技术及新工艺几个方面提出潜油电动机优化运行的方法。

潜油电动机定子内腔清洗装置及清洗工艺流程

鉴于常用的潜油电动机定子内腔清洗方法存在生产效率低且各喷口均浸没在液体中,喷射阻力大,功率大量损失,以及清洗效果差等问题,研制了一台新型清洗装置。它主要由动力液部分、喷管组件、定子支承及旋转部分和储液过滤等部分组成。对定子端部接头、喷射管和内腔堵头等主要部件进行了设计,使清洗装置能实现对多种规格、不同型式内腔构造的定子内腔进行清洗,达到清洗要求,提高了生产效率。

潜油电动机测功试验系统的研制

潜油电动机在出厂前必须进行一些性能和参数试验,而目前潜油生产现场没有现成的测功系统可以选择,为此开发了一套基于虚拟仪器的潜油电动机测功系统。该测功系统利用NationalInstrument公司的软件平台Labview设计的虚拟二次仪表和硬件平台相互结合设计而实现各种信号的实时采集、分析处理、查询等功能,具有速度快、实时性好、测试简单、数据存储量大和功能全等优点。该系统在现场应用中已取得良好的效果。

低速直驱永磁潜油电动机分析与设计

简要介绍了低速永磁潜油电动机的结构，当定子外径与电动机长度确定时，对定子内径与电动机铜耗之间的关系进行了分析。得到了电动机铜耗最小时的定子内径大小。分析了永磁体磁化方向长度与相电流大小的关系。运用以上所得关系指导电动机设计。在电动机定子外径受限的情况下，为了实现电动机的低速直驱性能，选用分数槽集中绕组进行电动机设计，并设计了一台16极18槽永磁潜油电动机，运用有限元方法对其气隙磁场、空载反电动势和电磁转矩等性能进行了计算，以验证电动机设计的合理性。

潜油电动机滑行时间的自动测量

潜油电动机滑行时间是评定电动机装配质量的重要指标。鉴于手工测量电动机滑行时间存在效率低和误差较大的不足,设计了潜油电动机滑行时间自动测量系统。它通过分压电路和计算机自动测量系统测量潜油电动机定子上感应的电压变化状况,即可得到电动机滑行时间。用手工测量、波形分析和自动测量3种方法测量6种型号电动机的滑行时间,其中5种滑行时间长于3s,判定为合格;1种滑行时间短于3s,判定为不合格。3种方式测量的滑行时间具有较好的一致性,仅波形分析法得出的滑行时间比自动测量的滑行时间稍长,表明自动测量方法的精度和重复性可满足要求。

潜油电动机保护器止推轴承承载能力试验

潜油电动机保护器是用来保护潜油电动机在井下正常运转的设备,起密封、呼吸补偿、压力平衡和承载等作用。针对目前我国没有保护器承载能力试验设备的状况,首次研制了用于测试保护器止推轴承承载能力的装置;介绍了该装置的结构、工作原理及加载试验操作规程。对86、98和130等3种系列保护器止推轴承承载能力做了试验,得出三者承载能力分别为12775、11841和13087N。根据试验结果和止推轴承承载能力的对比分析,提出改进建议:(1)减小130、172保护器止推轴承的设计尺寸;(2)改进止推轴承静块的结构,增加每个扇形块的筋,使其分布为向心形或环形。

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。

虚拟仿真实验在电气工程专业应用探究——以潜油电动机实验为例

电气工程专业中许多实验由于危险性高、设备昂贵,通过在线方式无法达到认识相关设备结构、系统组成、工作原理、运行方式等教学要求,学生的实践能力不能得到有效培养。为弥补原有教学的不足,以潜油电动机实验为例,详细介绍了虚拟仿真实验在电气工程专业的应用。利用虚拟仿真技术将教学重点、难点融入虚拟场景,构建与生产现场一致的实验场景,将典型运行操作任务转化为实验任务,解决理论教学、实验教学、生产实习和仿真实习等相关教学实践难题。通过基础性操作、综合性操作、复杂性操作,循序渐进地提升学生的实践能力。

114系列四极潜油电动机设计

为满足中原油田套管尺寸小于φ139 mm的稠油井和油气比、高含砂油井的开采需要,开展了潜油电泵机组配套的四极潜油电动机设计。在介绍电动机的组成之后,重点阐述了电动机主要结构尺寸以及主要技术参数的计算和确定,并对电动机的绕组方式做了分析和说明。室内模拟试验结果表明,设计的电动机各项参数符合相关国家标准的要求。

薄壁斜耳支撑式潜油电动机打捞器

针对电动潜油泵在起下井作业过程中经常发生掉井事故和打捞空间小、打捞难度大的问题,设计制作了薄壁斜耳支撑式打捞器。介绍了该打捞器的结构及打捞原理。现场使用表明,该打捞器应用效果好,经济效益明显。

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。

潜油电动机增容使用分析与建议

不恰当或无休止地对潜油电动机增容不仅给增容使用带来了误区,而且错误地使用往往会缩短电动机的使用寿命。以英制456系列潜油电动机为例,对增容使用进行分析并列举相关试验数据,提出潜油电动机增容建议。建议认为,当井温低于90℃时可以考虑将表1中的电动机电压提高1.16倍、容量提高1.4倍使用;当井温在90～120℃时间,可以考虑将表1中的电动机电压提高1.05倍、容量提高1.2倍使用,即井温高时应适当降低增容倍数。