地浸采铀用潜水电泵泵轴结构与材料优选

泵轴断裂、泵体腐蚀导致潜水电泵损毁率高。通过理论计算和ANSYS数值模拟,对六棱轴和圆柱轴结构的强度、刚度等力学特性进行了对比,并开展了304、316L、904不锈钢材料的耐腐蚀现场对比试验。结果表明:在同等载荷和等效直径条件下,圆柱轴的圆截面所受剪切应力为六棱轴的64.95%,且扭转角度仅为六棱轴的56.25%;模拟结果显示圆柱轴联轴器最大环向形变为六棱柱轴最大环向形变的68.4%,圆柱轴结构的抗扭性能更优;904不锈钢抗腐蚀性能最佳,但304和316L不锈钢对酸性介质具有类似抗腐蚀性能。综合考虑耐腐蚀余量和制造成本,建议在地浸采铀专用潜水电泵研发过程中选用圆柱泵轴结构,沿用现有316L不锈钢作为主材的选材方案。

潜油电泵控制柜故障分析与解决对策

潜油电泵控制柜是海上油田地面工程的重要控电设备。潜油电泵控制柜控制着海上潜油电泵井的启停和保护,发生故障时会导致油井生产异常或停井,会严重影响原油产量,带来很大维修成本。为此,文章对近年以来潜油电泵控制柜故障进行了统计分析,对故障排查和解决对策提出了建议,降低了油井故障率,保障了海上原油平稳生产,为下一步海上电泵井管理提供经验。

潜油电泵叶轮参数优化及流场特性分析

潜油电泵在油田生产中发挥着至关重要的作用,其叶轮结构决定了电泵工作效率和可靠性。以流量为250 m^(3)/d的潜油电泵为研究对象,采用数值模拟计算方法,研究了叶轮内部流场分布规律。利用正交实验法,得到了叶轮结构参数优化方案。结果表明:叶片包角较小会减短流体做功路径,较大会增加流道内的摩擦损失。优化后的潜油电泵单级扬程提高了8.2%,水力效率提高了1.12%,叶轮内部流场二次流减少,减小了流动损失。该研究内容为潜油电泵叶轮结构改型优化提供了理论指导。

海上油田潜油电泵故障原因分析及防治措施探究

海上油田是重要的石油开采阵地,而特殊海洋环境和高昂的作业成本迫切需要潜油电泵长寿高效,但在实际生产过程中经常出现电泵故障导致油井躺井的情况。经过统计分析发现常见的电泵故障主要有:电缆故障和电泵机组故障,其中电泵机组故障主要表现为电泵质量问题、低液叶轮磨损、电泵结垢、卡泵、电机故障等情况。针对以上问题,提出了潜油电泵故障的防治措施,优化了相关工艺并在管理方面进行了提升,进而延长了潜油电泵的使用寿命,使海上油田实现高效开发。

宽幅潜油电泵技术在渤海A油田的应用

电潜泵采油是海上油田开发最重要的采油方式,因海上作业费用巨大,提升潜油电泵井运转寿命是降本增效的重要手段。常规潜油电泵井经常在泵合理排量范围之外运行,导致止推轴承、减磨垫及机械密封磨损,以及机组的效率降低、故障失效等问题,通过专题研究,研发了一种新的宽幅泵型,提升泵对油井产能变化的适应性。现场应用过程表明,宽幅潜油电泵技术可有效增宽泵的高效区,使泵长期处于轻载运行状态,并稳定运行在合理排量范围之内,达到了提升电泵井管理水平和延长单井寿命的效果,实现了油田开发生产成本的降低。

箭头型阻流体无阀压电泵的设计与试验

针对三棱柱阻流体无阀压电泵输出流量小的问题,基于箭头结构流阻小的特点设计了一种箭头型阻流体无阀压电泵,介绍了该泵的结构及工作原理。利用有限元软件模拟仿真了箭头型阻流体无阀压电泵的泵腔速度流线图,并将该泵与三棱柱阻流体无阀压电泵的阻力特性进行了对比分析。结果表明,箭头型阻流体无阀压电泵能单向运输流体,且其效率较三棱柱阻流体无阀压电泵提升了19.51%。利用3D打印机制作了2种泵的样机,进行了流量和压差试验。试验结果表明,在300 V的驱动电压下,箭头型阻流体无阀压电泵的最大流量和压差分别为17.40 g/min和470 Pa,较三棱柱阻流体无阀压电泵分别提升了22.71%和37.03%。

锥形阶梯流管无阀压电泵仿真及实验

针对锥形流管无阀压电泵输出流量小、回流流量多等问题,结合锥形流管和溢流坝阶梯式结构的阻流作用,研制了一种锥形阶梯流管无阀压电泵。对锥形阶梯流管的流阻特性进行了理论分析,利用有限元软件对锥形阶梯流管无阀压电泵和锥形无阶梯无阀压电泵进行了流场仿真对比,制作了锥形阶梯流管无阀压电泵实验样机,测量不同频率和驱动电压下两种泵的流量。实验结果表明:当驱动电压峰峰值为180 V、驱动频率为18 Hz时,锥形无阶梯流管无阀压电泵流量最大为6.20 ml/min,锥形阶梯流管无阀压电泵输出流量最大为8.04 ml/min,与锥形无阶梯流管无阀压电泵相比泵最大输出流量提升了29%,验证了锥形阶梯流管无阀压电泵能有效抑制锥形流管中的回流现象,且相比于无阶梯流管无阀压电泵具有更好的输出流量。

新型潜油电泵轴承支持架拆装装置的研究与应用

潜油电泵在油田机械采油方面应用非常广泛,由于长期在井下工作,潜油电泵结垢腐蚀、磨损现象严重需要进行检维修,但在机组拆卸时,存在轴承支持架拆卸困难、员工劳动强度大、工作效率低等问题。由移动平台(移动小车、启动柜、电动机、减速机、安全护罩、机械手)和固定平台组成的潜油电泵轴承支持架拆装装置,作业中改变了拆卸方式,移动平台的电器部分,实现拆装自动化,解放了人工,机械手定位准确,综合消减了人工操作带来的安全隐患,固定平台支撑稳固牢靠,均达到安全操作目的。应用于1000余台次的潜油电泵轴承支持架拆装维修,累计创效42.6万元,该项探索提高了安全操作系数和工作效率,对同类设备拆装作业具有良好的借鉴意义。

屏蔽电泵故障分析与改进

屏蔽电泵是天然气处理厂气田采出水处理系统的主要动设备,其运行情况将直接决定整个系统的稳定性。因塔底废液泵及原料水给料泵的介质不理想,为废液屏蔽电泵故障频次高的主要原因,通过在塔内底部安装溢流式挡砂器和废液泵前加装改进了的可快排杂质的进口过滤器后,状态明显好转,泵介质质量提升后,泵的运行时间大幅延长,生产运行更加安全平稳,同时达到了节能降耗、延长屏蔽电泵使用寿命的目的。

出砂油井潜油电泵叶轮结构优化

潜油电泵应用于出砂油井时,砂粒对离心泵叶轮磨损严重,导致增压性能降低,甚至机组失效。为了明确叶轮磨损规律,优化叶轮结构参数,开展了含砂条件叶轮磨损特性仿真分析。建立了全尺寸离心泵几何模型,利用六面体结构化网格进行网格划分,基于CFD数值模拟技术,优选RNG k-ε湍流模型和离散相模型模拟固-液两相流场,以冲蚀磨损率为评价指标,通过SIMPLEC算法进行求解。实验采用正交设计方法,解决多因素敏感分析的交互影响。结果表明:出口宽度对叶轮磨损影响最大,叶包角、入口宽度和叶片数次之,出口宽度越大,冲蚀磨损率越小。最优叶轮结构参数为出口宽度21.1 mm、叶包角90°、叶片数10、入口宽度13.6 mm,相比于原泵型叶轮结构,新叶轮几何形态更发散。研究成果对同类油井泵型选择提供了参考依据,也为潜油电泵制造商开展防砂优化设计提供了理论支撑。

柔性鸭嘴阀压电泵的设计与试验

为了提高压电泵的输出性能,根据鸭嘴结构形式设计了一种柔性鸭嘴阀压电泵。首先阐述了柔性鸭嘴阀压电泵的结构及工作原理,其次对柔性鸭嘴阀压电泵的输出流量和输出压力进行理论分析,最后制作了柔性鸭嘴阀压电泵样机,并研究了其流量变化规律以及进出口压力差的变化规律。实验结果表明,在220 V、45 Hz正弦交流电驱动下,柔性鸭嘴阀压电泵进出口最大压力差可达15.5 kPa;在220 V、55 Hz正弦交流电驱动下,柔性鸭嘴阀压电泵的最大流量为39 mL/min。结果验证了柔性鸭嘴阀压电泵具有良好的输送能力。

应急排水抢险车高功率密度便携式潜水电泵的研发及应用

随着我国各大城市内涝频发和洪涝灾害日益严重,应急供排水抢险装备的重要性日益凸显。为满足这一需求,总结了应急排水抢险车及高功率密度潜水电泵技术发展现状,并研发出一种新型大流量潜水电泵,采用永磁同步电机驱动,具有高功率密度、大排量、轻巧便携的特点。为了提高潜水电泵的综合性能,采用数值模拟和试验验证相结合的方法,对潜水电泵内部流动特性进行分析。计算模型为SST k-ω湍流模型,重点选取了0.6Q、0.8Q、0.9Q、1.0Q、1.1Q和1.2Q工况;选取具有代表性的速度分布云图,对比分析不同流量下泵内部流动结构及其变化规律;提取叶轮叶片与导叶叶片的叶片压力载荷曲线。装备了高功率密度便携式潜水电泵的应急排水抢险车具有广阔的应用前景,顺应了应急排水行业发展趋势。本文的研究有助于提升潜水电泵的水动力性能,从而提高防灾救灾能力。

四腔混联压电泵结构设计与试验分析

为提高压电泵的输出性能,结合串并联结构压电泵的优点,提出一种四腔混联压电泵设计。在110 V,40~400 Hz范围的正弦交流电驱动下,对制作的试验样机进行气体介质、液体介质的输送性能试验。结果显示:压电泵输送空气时,压电振子的工作模式对输出性能的影响可忽略不计,最大输出流量可达3046 mL/min。压电泵输送液体水时,采用异步驱动,输出性能更好,驱动频率为140 Hz时输出流量达到最大,为1067 mL/min。试验结果为多腔体混联压电泵的实际应用提供一定参考。

试论双潜油电泵井故障分析处理方法及维护

很多边际油田在生产开采过程中为了有效控制开发成本,因此在生产过程中不会设置修井机。为了能够让检泵周期得到进一步延长,从而有效控制修井费用和人员成本等相关费用,因此通常会采用双潜油电泵进行生产开采。与传统单潜油电泵井相比,双潜油电泵井的故障排除和分析方法存在一定差异,因此针对边际油田如何精准判断双潜油电泵井故障,找出相对应的处置措施,对于进一步延长潜油电泵井使用寿命具有重要的实践意义。本文主要对双潜油电泵井故障分析及处理等相关方法进行了探讨。

潜油电泵节能降耗措施应用及效果分析

石油作为重要能源,近年来随着开采量的逐年递增,为了在提高开采效率的基础上降低能源的损耗,将各种节能降耗技术用于石油的开采,现已迫在眉睫。潜油电泵是油田重要的机械采油设备,随着近年来科学技术的不断发展,为贯彻落实国家可持续发展的战略方针,开展潜油电泵井系统的节能潜力分析与研究十分必要,因此,本文通过剖析潜油电泵的特性和采油技术作业原理,就节能降耗措施及其效果展开了深入探讨,以此推动国家的可持续发展。

潜油电泵启动及电压暂降分析及优化方案

针对潜油电泵谐波故障问题,调研统计了西北油田5口潜油电泵井运行过程中谐波情况,发现谐波变化是导致电缆绝缘老化击穿的主要原因。针对电机启动过程,分析作用于定子绕组的多种电压变化情况,设计适用于ICM系统的RLC滤波器,针对电机运行过程,设计DVR电力电子系统解决电压暂降问题;在ICM加入RLC滤波器后,PWM输出脉冲电压的陡度降低,抑制了电压高频振荡,DVR装置可有效补偿系统晃电,保障机组平稳运行。

人工举升潜油电泵油井实时存储潜油电泵工况数据的方法

海上油田90%以上的电潜泵集中监控上位机系统采用的是WinCC(WindowsControlCenter,视窗控制中心)组态软件开发,在WinCC监控系统上可以方便快捷地监测到所有电潜泵运行参数和井下工况数据,并实现远程控制。为了满足海上数字化和智能油田建设对电潜泵运行工况数据的实时采集需求,需要将现场潜油电泵工况数据实时接入陆地终端Oracle数据库,针对此需求提出一种利用WinCC系统将潜油电泵工况数据实时存储至Oracle数据库的方法,在不增加额外硬件和软件的前提下解决了现场潜油电泵工况数据远程连接至陆地数据库的问题。

BQ系列潜水电泵机组在矿井追排水实践中的应用与改造分析

本文针对水灾矿井追排水现场使用的一款BQ系列潜水电泵排水系统,在应用实践中存在的技术问题、安全问题进行分析,给出适宜的加装接力泵、吸水罩改造、配套电控系统改造及辅助安全设施改造等技术改造思路和方法,提高了追排水效率,实现了水灾矿井快速恢复。采用同类型设备的追排水现场具有较好的指导和借鉴作用。

潜水电泵正压补水装置在海上油田的应用

潜海水电泵在海洋平台的应用中,常见故障之一便是电机绝缘损坏,究其初始原因,除了绝缘措施本身处理不良外,主要来自海水侵入,电机内硅钢片锈蚀,进而磨损线圈绕组导致。海水正压补水装置能很巧妙地解决这一问题。本文从潜水电机的常见绝缘故障出发,分析其绝缘损坏缘由,提出正压补水装置应用这一方案。

行星滚柱丝杠在潜油电泵中的应用

行星滚柱丝杠是一种将旋转运动转换为线性运动的机械装置,根据其工作特性,将其应用于潜油电泵,形成潜油电缸柱塞泵。该泵由柱塞油泵、行星滚柱丝杠传动装置、保护器和旋转电机4个部分组成,行星滚柱丝杠将电机的旋转运动转化为直线运动,带动柱塞油泵往复运动进而将井液举升到地面。