资源描述：
《系列耐高温小直径潜油电机》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、DOI:10.13639/j.odpt.2003.01.029第25卷第1期石油钻采工艺Vol.25No.12003年2月OILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYFeb.2003107系列耐高温小直径潜油电机刘长松曹言光张文昌方前程张庆生(中原油田公司,河南濮阳457001)摘要107系列高温潜油电机是根据中原油田的生产需要新研制的小直径系列潜油电机。通过参数优化、材料优选与潜油泵的适应性研究,研制成功外径为107mm、绝缘等级为H级的小直径电机,机组轴向投影尺寸112mm,适用于井筒内径大于116
2、mm的套变、缩径与结垢井及150℃高温油井提液,能节约采油成本,增加原油产量,经济效益和社会效益显著。关键词潜油电机套变小直径高温绝缘等级效率功率因数潜油电泵采油是一种重要采油方式。中原油田矩、起动转矩和起动电流降低。因此,C的选择既不共有电泵井300余口,占全油田油井的10%。其产能太小也不能太大,必须控制在一定范围内。C不量占油田总产量的五分之一以上。随着油田的不断变时,Bδ选择适当可使材料得到充分利用,铁耗和开发,一些新问题制约了电泵采油技术的有效应用磁路的饱和程度得到控制并获得较理想的功率因和油田的高效开发,主要表
3、现在:一是油田进入“三数。如Bδ选得过低,则材料得不到充分利用;如Bδ高”开发阶段,井下套管技术状况逐渐变差,变形、缩过高,则使电枢基本铁耗增大,气隙磁位降和磁路的径与结垢使套管内径缩小,使常规潜油电机无法正饱和程度将增加,导致励磁电流增加而使功率因数常下井或正常取出,造成作业成本增加,严重影响正变坏。故在其它电气参数变化时,Bδ值应基本保持常生产;二是中原油田近年新发现的储量普遍具有不变。埋藏深、地层温度高(>130℃)的特点,常规潜油电设计电机时,应从电机综合技术经济指标出发泵适用的地层温度低于120℃,不能较好地适应
4、高选取最合适的C与Bδ值,以便使制造和运行的总温井提液的需要,影响了新区的有效开发。为此,研费用最小,而且性能良好。制了外径为107mm的小直径耐高温潜油电机,能与1.2λ的确定常规潜油泵配合使用,机组轴向投影尺寸为112mm,主要尺寸比λ的计算公式可用于外径139.7mm加厚套管井及变形、缩径的λ=lef/τ(1)139.7mm套管井中,并能保证足够的负载能力。式中,lef为铁心有效长度,m;τ为极距,m。其绝缘材料为H级,能在高温油井中使用,使检泵λ反映了电机的几何形状关系。其大小与电机周期延长,经济效益得到提高。运行
5、性能、经济性、工艺性等均有密切关系,若λ较大,将出现如下情况:1参数设计(1)电机将较细长,绕组端部变得较短,绕组铜1.1磁负荷与气隙磁密的选择的利用率提高;其它结构部件的尺寸较小,重量较根据电机电磁原理,在电机几何尺寸确定的情轻。单位功率的材料消耗较少,成本较低。况下,电磁负荷C与气隙磁密Bδ决定着电机的主(2)附加铁耗有所降低,机械损耗因直径变小而要性能参数。Bδ不变时,C过低,则会降低材料的减小,端部铜耗减小,电机中总损耗下降,效率较高。利用率,使铁耗增加;过高则绕组用铜量、匝数、电枢(3)端部漏抗减小,使总漏抗减小
6、。单位表面上的铜耗及绕组温升增高,电机的最大转(4)线圈制造工时减少,但下线难度稍大,可能作者简介:刘长松,1970年生。1993年毕业于西安石油学院石油工程系,从事采油工艺技术研究与管理工作。现任采油工程事业部综合技术科科长。电话:0393-482202572石油钻采工艺2003年2月(第25卷)第1期使下线工时增多。的情况下,根据电磁计算公式及参数相应要求,可以(5)转子的转动惯量与圆周速度较小,这对于在设计出小直径潜油电机的电磁参数。很高转速下运行的潜油电机是有利的。电磁参数得出后,把运算结果和性能要求及电1.3参数
7、的优化机生产制造完成后的试验数据相对照,对定、转子硅1.3.1总体方案根据潜油电机的性能、工作原理钢片尺寸、线径、匝数、定子和转子长度等进行调节、和电机电磁设计理论,从小直径潜油电机的结构特优化,最后计算出铁心合理尺寸,起动转矩、最大转点入手,确定电机的外径为107mm,硅钢片、铜片的矩、功率因数和效率较高,其它性能都符合标准。设尺寸与转子尺寸配合合理,绕组的线径、匝数等参数计出一种电机的电磁参数后,根据电机设计类比法达到最佳设计方案,电机在满负荷运转时,效率、功可计算出其它功率电机的参数。率因数最大。[2]2耐高温绝缘材
8、料的优选1.3.2参数设计与优化根据电机基本电磁关系,在频率、转速和级数一由材料学可知,材料寿命与温度的关系为:lgt定时,感应电势E和电枢的串联匝数N及磁通Υ成=a+b/T,表明材料热寿命t对数与热力学温度T正比,即为倒数关系,耐热关系呈线性,温度升高可加速材料E∝NΥ(2)的老化。鉴于H级潜油电机的
