多约束下的电潜泵变频器最优参数控制方法

根据不同的电潜泵作业情况优化调整参数,可以有效控制其运行频率,以此保证运行的高效性。为此,该文提出多约束下的电潜泵变频器最优参数控制方法。在电潜泵结构分析的基础上,分别设置电潜泵下泵深度、最佳扬程多个方面的约束条件。并根据变频器运行原理,从基频以下的调整控制、基频以上的弱磁调整控制两个方面实现多约束下的电潜泵变频器最优参数控制。实验结果表明,通过所提方法计算出某海上采油平台电潜泵各组成设备的最优参数,结合变频器的调整控制,最后得出优化后的油田排采效率提高了12%,验证了所提出电潜泵变频器最优参数控制方法的有效性。

潜油电泵电动机经济运行监测与评价

电动机功率利用率是评价机械采油系统经济运行水平的一项重要技术指标。相关规范中要求使用电动机输入功率计算电动机功率利用率,但未明确潜油电泵地面至井下动力电缆部分消耗功率的处理方法,电缆消耗功率的影响导致潜油电泵电动机功率利用率计算结果的偏差较大,经常出现潜油电泵电动机功率利用率不合理偏高现象,影响了电动机功率利用率的评价结果。在实际检测过程中,通过核实潜油电泵井的电缆长度及电阻值实现对电消耗功率的测算,得到电动机的实际输入功率,使潜油电泵电动机功率利用率的评价更加准确、规范。针对电动机功率利用率偏低的潜油电泵井,根据电动机实际能耗指标,采取相应技改措施,使其达到节能、经济运行。

电动潜油泵电缆用三元乙丙橡胶绝缘橡皮的研制

基于对电动潜油泵电缆用绝缘材料三元乙丙橡胶的研究,通过三元乙丙橡胶与防老体系、增塑体系、补强体系、硫化剂等配合体系的试验,研制出的电动潜油泵电缆用三元乙丙橡胶硫化胶的抗张强度大于14 MPa,体积电阻率大于1.0×10^(15)Ω·cm。产品试验结果表明,该材料具有良好的机械性能、电性能和耐油性能,各项性能指标均能达到电动潜油泵电缆的技术要求,尤其在耐油性能、防水性能等方面具有明显优势。

电潜泵在海洋石油平台的故障诊断研究

电潜泵ESP是海洋石油开采的重要采油机械设备之一。它的安全运行直接影响到地下石油的开采和利用。然而,电潜泵ESP是由多种部件组合的采油机械,有着结构关联性强的特点,其结构复杂的特点,并安装在海底泥面之下几百米至3500 m深度的油管里,高温、高压、高振动(三高)等恶劣工作环境,直接导致电潜泵ESP在工作过程中故障率偏高,严重影响设备的性能和寿命。因此,电潜泵ESP的故障诊断是提高电潜泵ESP运行效率、确保系统正常运行的重要手段。传统的电潜泵故障诊断技术已无法满足现代化油田实际生产的需要,所以应开展电潜泵ESP故障新型诊断技术的研究。本文主要介绍了电潜泵结构,工作原理和在海洋石油平台的故障诊断技术的现状、存在的问题及发展趋势。

潜油电泵电缆自动清洗装置

大庆油田、塔里木油田等陆上油田,采用的人工举升手段一般为磕头机。海洋油气田,人工举升手段一般为潜油电泵机组。潜油电泵是将电泵机组浸没在井下油液中,采用潜油电泵的多级叶导轮将油液举升至井口,在机组起井作业时,将机组和电缆一起从海洋平台井口中捞起,电缆上会附着很多井下的油污,由于电缆一般长度为1 000~1 500 m,会对采油平台作业现场、收放机造成油污污染,运输时也会造成油污污染,不便于清洁。从解决电泵电缆带油的问题出发,设计了一种潜油电缆自动清洗装置,经过潜油电泵电缆自动清洗后的电缆表面清洁光亮,不会带有油污和水。

小型潜水电泵可靠性强化试验方法的研究

为在短时期内暴露潜水电泵的可靠性薄弱环节,实现产品的可靠性增长,在对潜水电泵进行失效机理分析的基础上,发现机械密封端面的过量磨损是潜水电泵产生失效的主要原因。以工作介质中加入磨粒性磨料作为可靠性强化试验的加速因子,按照失效机理保持不变的原则,选取粒度为100目的棕刚玉砂作为强化因子。按照潜水电泵的失效特征和工作条件制定了潜水电泵的可靠性强化试验方案,并抽取试样进行了强化试验。试验结果表明,所制定的强化试验方案能达到对潜水电泵进行强化试验的目的。

潜油电泵机组可靠性研究

对电泵井故障模式的调查和统计表明 ,潜油电泵机组使用寿命是影响电泵井检修周期的主要因素。根据机组中各部件逻辑功能关系 ,构建了其可靠性模型为串联系统。采用常规假设检验和模糊识别相结合的方法 ,对子系统故障数据统计分布的多个备择假设分布进行统计推断 ,使子系统寿命统计模型具有较高的可信度。运用Monte Carlo统计模拟法 ,对系统可靠性进行了数字仿真 ,得到潜油电泵机组系统寿命威布尔分布统计模型 ,实现了对系统使用可靠性的定量评价。通过多项式拟合建立起产液量、含水率及泵挂深度与潜油电泵机组检泵周期之间的函数表达式 。

潜水泵设计时值得注意的几个问题

针对潜水泵可靠性差的问题,在潜水泵轴向力、汽蚀、轴承等方面进行了研究,提出了潜水泵设计时值得注意的几个问题以及解决问题的方法。

斜井电泵在浅造斜大斜度井上的应用

大港油田以西H3井为代表的水平井受地面村庄、水库等特殊地貌限制,钻井井眼轨迹设计多为浅造斜(300m)、大斜度,受举升工艺适应性限制,所属油田区块处于未动用阶段。为了实现浅造斜大斜度井的有效举升,对常规潜油电泵允许通过的井眼轨迹进行计算,并以西H3井为例对比分析得出结论,常规电泵难以满足该井生产需要。引进应用斜井电泵,详细介绍了斜井电泵在机组易弯曲部件、大小扁电缆保护器、电机保护器等部位进行的技术改进,通过现场应用取得良好效果,为大港油田陆地自营区浅造斜大斜度井举升提供了有效技术手段,使一些受地表环境限制无法动用的储量区块得到开发动用。

国外电泵采油技术新进展

分析了国内油田人工举升概况,重点介绍了国外电泵采油技术新进展,包括电潜泵、分离器、保护器、电机、控制柜、电缆等方面,给出了目前世界电潜泵的发展趋势主要是改进各种配套部件、加工工艺,以延长泵的使用寿命,电潜泵朝着深井、高压、大排量、高寿命、耐高温、多品种方向发展;电潜泵生产商研制了用于特殊情况下的特殊电潜泵及其部件,编制计算机程序进行泵的优化设计;最后指出了国内电泵采油存在的问题及下一步攻关方向。

内装式矿用隔爆多级潜水泵设计

介绍了一种内装式结构的矿用潜水泵的设计方法,分析了底座进水孔、泵盖高度、涡室流道及泵出水口位置对泵水力性能的影响,并优化了这些过流部件的设计;叶轮设置浮动密封环,减少了密封环的泄漏量,可提高泵的容积效率;主轴底端设置导轴承,可减少转子的径向跳动;油室内特殊设计了一种双端面机械密封,保证双端面机械密封摩擦副端面比压始终大于弹簧比压.BQW80-180-90型3级叶轮矿用潜水泵的试验结果表明:设置浮动密封环与导轴承后,泵的流量及扬程参数稳定,整机效率比MT/T 671-2005规定值高8%,与普通橡胶波纹管的双端面机械密封相比,新的密封更加可靠.研究表明:新设计的矿用潜水泵效率指标理想,泵故障率大大降低,可靠性良好.

集散控制系统可靠性设计探讨

集散控制系统在排灌机械行业中应用越来越普遍 ,系统设计的方法趋于多样化 ,然而集散控制系统本身的可靠性是一个不容忽视的问题。为此 ,文章结合潜水轴流泵故障诊断系统的具体实例 ,描述了集散控制系统的结构及其工作原理 ,分别从可靠性设计准则、硬件可靠性措施和软件可靠性措施等方面详细地讨论了控制系统本身可靠性设计的实现策略 ,对其他集散控制系统的设计也有一定的指导意义。

海上采油平台长线电缆过电压与谐波防护的研究

长线电缆驱动潜油电泵系统是海上采油平台常用的采油方式。基于某海上采油平台电缆烧毁事故,利用PSCAD软件建立相关模型,研究了长线电缆-引接电缆中过电压产生机理及电缆绝缘烧毁原因。研究表明无滤波装置的长线电缆-引接电缆接头处将产生2倍以上的过电压,电压谐波总畸变率THD超过80%;采用三电平变频器或SVPWM调制方法可降低长线电缆-引接电缆接头处的过电压幅值和THD;设计了一种在长线电缆中加装RLC低通滤波器的方法,该方法可有效抑制长线电缆-引接电缆接头处的过电压幅值和THD。该研究结果为延长潜油电泵系统长线电缆寿命提供了必要的技术支撑。

高压节能潜油电机的研制与应用

高压节能潜油电机是为解决电泵井生产过程中用电量大、采油成本高等问题开发研制而成的。依据潜油电机的构成和有关参数的技术分析 ,全面介绍了高压节能电机开发研制的技术依据、技术路线、技术关键 ,以及开发研制前后的节能降耗效果对比。高压节能潜油电机具有运行电流低、系统功耗低、使用寿命长、作业和修理费用低、节省电网容量和制造成本低等特点 ,值得在油田生产中进一步推广应用。

可靠性分析在潜油电泵泵轴失效研究中的应用

通过对大庆油田近5 a潜油电泵失效泵轴的数据统计,应用可靠性分析理论和方法,从无参数统计分析、有参数分布类型统计分析和失效件形貌分析3个方面进行了泵轴失效规律研究,得出泵轴的主要失效模式是磨损;统计样本在1 a保修期的故障率为39.5%,可靠度为0.986。并对泵轴失效因素和控制措施进行了探讨。

电潜泵机组可靠性评定

对1993～2000年胜利油田下属10个采油厂电潜泵机组现场故障数据进行了收集与整理,获得了机组寿命统计分布模型;通过对寿命分布特征值和可靠性指标的计算和分析,给出对其中4个采油厂电潜泵机组可靠性的定量评定。通过电潜果机组寿命与其工作参数和油井工作条件等因素的多项式拟合,得到电潜泵机组检泵周期与油井产液量、含水率和泵挂深度的定量表达式,为生产厂家改进设计、用户合理安排检修和科学管理提供了决策依据。

潜油电泵易损零部件失效分析方法

通过对大庆油田近5 a潜油电泵易损零部件的数据统计,应用可靠性分析理论和方法研究了易损零部件的失效规律,得出4大部件的故障率占整个机组系统的91.7%,其可靠度由小到大的次序为电机、保护器、电泵和分离器。在这4大部件中,可靠度较低的零件主要有泵轴、叶导轮、扶正轴承、胶囊和保护器轴,其中泵轴、叶导轮、扶正轴承的主要失效模式是磨损,连接螺栓的主要失效模式是断裂失效。

电缆卡子打捞器的研制与现场试验

针对电潜泵在起、下泵作业过程中电缆卡子落井的问题,研制了电缆卡子打捞器。该打捞器由上接头、中心杆、顶丝、打捞篮和下接头组成。现场试验结果表明,打捞器整体结构简单紧凑,它连接在电动机下部,随同电潜泵完井管柱一起下井,无论是下泵还是起泵,只要有卡子脱落,就能捞获落物;作业时安装、拆卸及更换方便,适应性强,具有良好的推广应用前景。

潜油电泵失效叶导轮的可靠性分析

通过对大庆油田近5年潜油电泵失效叶导轮的数据统计,应用可靠性分析理论和方法,从无参数统计分析、有参数分布类型统计分析和失效件形貌分析三个方面进行了叶导轮失效规律研究,得到了叶导轮的主要失效模式是磨损,统计样本在保修期一年内的故障率为32.0%,可靠度在保修期一年时为0.961,并对叶导轮失效因素和控制措施进行了探讨。

潜油电泵可靠性集成化智能软件系统体系结构

为定量分析潜油电泵机组的可靠性,在分析了集成化智能软件系统一般结构的基础上,认为用集成化智能软件系统将专家系统与数值计算相结合来解决潜油电泵可靠性分析的问题是可行的,并给出了具体的集成化智能软件系统体系结构,从而为开发潜油电泵机组的可靠性集成化智能软件系统奠定了基础。