【摘要】：永磁直驅(qū)螺桿泵驅(qū)動技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前油田領(lǐng)域應(yīng)用的主流。相比傳統(tǒng)游梁式抽油機,永磁直驅(qū)螺桿泵采油技術(shù)具有無行程、采油效率高、調(diào)參便捷等顯著特點。大慶油田所在地理位置自然環(huán)境特殊,極端溫差較大。在設(shè)計直驅(qū)螺桿泵驅(qū)動用永磁電機時,重點考慮溫度的影響,從極槽配合選取、熱負荷選取等方面對電機性能進行提高。大慶油田地區(qū)氣溫變化劇烈。高溫較高但持續(xù)時間短,低溫較低且持續(xù)時間長,年平均氣溫較低。直驅(qū)螺桿泵用永磁電機由于轉(zhuǎn)速較低,只能采用自然冷卻方式,給永磁電機熱負荷選取帶來困難。較高的溫差會造成永磁電機高溫環(huán)境下輸出能力不足,因此分析了不同環(huán)境溫度下熱負荷取值對直驅(qū)螺桿泵用永磁電機溫升的影響。在負載方面,分析了極端環(huán)境溫度變化對電機負載能力的影響。研究了高溫差環(huán)境對油井中原油的溫度分布情況的影響,通過流體場分析發(fā)現(xiàn),在零下30℃的低溫環(huán)境下,井口附近原油溫度較低,更加接近蠟的凝點,容易形成掛蠟問題進而使電機負載加重。在滿足最大負載工況的前提下,減少繞組材料的使用量對電機經(jīng)濟性能做進一步提高。極槽配合選取方面。對比分析了常用q值電機的徑向力波分布、齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈動以及氣隙磁通密度分布情況。在磁極結(jié)構(gòu)設(shè)計方面,采用矩形永磁體和單曲金屬導(dǎo)磁塊構(gòu)成的表貼式磁極結(jié)構(gòu),研究了金屬導(dǎo)磁塊形狀對氣隙磁通密度波形正弦度的影響。在分析的基礎(chǔ)上,選擇熱負荷在1400A~2/(cm·mm~2)左右,設(shè)計了一臺18.5kW直驅(qū)螺桿泵用永磁電機,使用熱分析軟件對電機穩(wěn)態(tài)溫度場做了分析。樣機分別在試驗臺和油田現(xiàn)場做了性能試驗。試驗結(jié)果表明了新型磁極結(jié)構(gòu)的優(yōu)異性能以及電機溫升優(yōu)化設(shè)計的經(jīng)濟實用性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM351

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本文編號：2654063