114系列四极潜油电动机设计

《114系列四极潜油电动机设计》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、石油机械2011年第39卷第8期CHINAPETROLEUMMACHINERY—85—经验集锦114系列四极潜油电动机设计112345李俊明张楠郭玉峰马天明陈胜军陈爱峰(1.中原油田分公司采油工程技术研究院2.中原油田分公司油气技术部3.中原油田分公司采油一厂4.中原油田分公司钻井二公司5.中原油田分公司采油二厂)摘要为满足中原油田套管尺寸小于139mm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

2、的电动机各项参数符合相关国家标准的要求。关键词螺杆泵潜油电动机定子转子为此，中原油田分公司采油工程技术研究院于0引言2010年6月开展了潜油电动螺杆泵配套四极潜油电动机的研制工作。中原油田是一个断块油气田，地质构造复杂，部分区块地层胶结差，油液含砂量较高，且随着注1技术分析水开发时间的延长，出砂井逐年增多，而有些区块(如文东、文南等油田)油气共生，气液比高。潜在四极潜油电动机设计之前，应先根据产品通油电动螺杆泵具备柱塞泵及潜油离心泵的双重优用标准、技术条件及用户要求确定电动机的极数，点，可以很好地解决常规抽油机采油出现的砂卡、然后进行结构设计和电磁设计。结构设计是根据设气锁、杆管偏磨

3、和泵效低等问题，适应中原油田约计技术要求，确定电动机总体结构、零部件结构尺300口高粘稠、高含砂深层油井的开采特点。寸及材料;电磁设计是根据设计技术要求确定电动目前，中原油田应用的潜油电动机是配备潜油机的电磁负荷，计算定子、转子和铁心各部分尺寸电泵机组设计的，采用高转速(同步转速为3000及绕组数据，然后模拟计算电动机各项参数及性能。r/min)的两极潜油电动机，不能适应低转速潜油四极潜油电动机结构如图1所示，主要由电动螺杆泵的动力传动需要。为了满足螺杆泵减速器的机头、转轴、转子、定子和壳体等组成，可作为小运转要求，须将电动机极数由二极改为四极，使电套管油井螺杆泵采油技术的动力源，用

4、于高粘度、［1－3］3动机的同步转速降低到1500r/min。高油气比(700m/t)和高含砂量的油藏开采。图1四极潜油电动机结构图1—电动机头;2—转轴;3—转子;4—定子;5—壳体。1.1电动机主要结构尺寸mm，因此确定电动机的外径为114mm以满足套1.1.1电动机壳体尺寸管的使用，材料选用优质碳素结构钢。国内外部分厂家生产的四极潜油电动机，外径1.1.2定、转子铁心结构尺寸为116和143mm，适应套管尺寸为139及178四极潜油电动机定子铁心主要结构尺寸是定子mm。中原油田的油井套管直径大部分小于139铁心的外径、内径以及铁心的长度。电动机定子片—86—石油机械2011

5、年第39卷第8期结构如图2所示。在已知电动机的外径和壳体厚度(5.5mm)的情况下，定子铁心的外径D0=103mm;不同极数电动机定子铁心内外径比KD=Dδ/D0，参照四极电动机对应的定子内外径比的经验值，选用对应的λ值(电动机定子有效长度与极距之比)，则可求得定子铁心内径Dδ=58mm;定子铁心的长度L0=310mm。图4电动机定子槽结构图四极潜油电动机转子主要结构尺寸跟定子铁心1.2电动机绕组一致。为保证电动机的运行可靠性，气隙不能太1.2.1绕组的绕线方式小，避免气隙不均匀而引起定、转子相擦，气隙长绕组由多个按一定规律连接的线圈构成，每一度设定为0.4mm，转子铁心的外径、内径

6、和长度线圈包括置于槽中的有效部分及端接部分。由于设分别确定为58、30和310mm。四极潜油电动机转计的四极电动机槽数只有24槽，槽数不多，设定为子的结构如图3所示。最简单的绕线形式，采用绕组只有1根线数，1个支路，也就是绕组并联线数为1，并联支路也是1。1.2.2绕组的嵌线方式四极潜油电动机绕组的下线方式有单层跌式、双层跌式和同心式等3种。由于电动机定子铁心的外径只有103mm，内径仅58mm，空间相当小，如果采用单层跌式或双层跌式工艺嵌线，嵌线处的头尾部绕包所占空间太大，穿转子时容易碰伤绕包，所以采用比较简单的同心式嵌线方式，这样嵌图2四极潜油电动机定子片结构图1—定子槽;2—定

7、位槽。线后头尾绕包所占空间相对小些，有利于转子的穿装，保证电动机头尾部的绕包不被转子碰伤。设定节距为1－8、2－7。电动机24槽布线接线图见图5。嵌线连接顺序为24、7、1、6－22、17、23、16－8、15、9、14－接16:10、5、11、4－接14:20、3、21、2－接6:12、19、13、18;6根引出线中3根(A－24，B－4，C－8)是以底线作为引出首端做引线。另外3根(X－18，Y－22，Z－2)以面线作为引出尾端做星点。图3四极潜油电动