潛油螺桿泵采油技術是目前國際上四大人工舉升技術之一,但潛油電機與潛油螺桿泵的轉速、扭矩匹配問題,是潛油螺桿泵采油系統(tǒng)中的技術瓶頸。本文主要論述了,在潛油螺桿泵采油系統(tǒng)中應用變頻驅動技術來解決這一問題的必要性和合理性,并詳述了試驗樣機的硬件開發(fā)過程。 論文通過對現(xiàn)有潛油螺桿泵采油驅動方式進行研究,分析潛油螺桿泵、潛油電機特性及參數(shù),以及變頻條件下潛油螺桿泵和潛油電動機的負載特性,對現(xiàn)有變頻驅動裝置的比較和分類,提出潛油螺桿泵變頻驅動裝置的設計方案為:采用交-直-交電壓型三相橋式電路拓撲結構。在論述試驗樣機系統(tǒng)硬件開發(fā)的過程中,綜合考慮潛油螺桿泵的工作環(huán)境,變頻控制的軟件要求,性價比,現(xiàn)場安裝及后期維護等因素,結合理論計算公式與經(jīng)驗公式,分主電路、控制電路、外圍電路三個部分,對硬件電路設計及關鍵器件的選用給出了詳細的闡述。對潛油螺桿泵變頻驅動中應注意的幾個問題進行了分析,并有針對性地提出了對策。 試驗樣機的帶載試驗表明,潛油螺桿泵變頻驅動裝置試驗效果良好,性能達到了設計要求。

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖3-1螺桿泵壓頭-流量的理論特性曲線和實際特性曲線

n單位時間的轉數(shù)，用符號n來表示，單及效率:常指輸入功率，即原動力機傳到泵軸上示。螺桿泵的軸功率分為兩部分，一部分面克服重力和井液在油管中推進時與管子與定子橡膠的摩擦所需的功率P2。泵之比，用η來表示，即:1PPη=-流量、軸功率、機械效率試驗特性曲線

圖3-2螺桿泵壓頭-流量，軸功率，機械效率試驗特性曲線

泵運轉時的工作點井下工作時，若工作點落在容積效率曲線的容積效率很低，甚至抽不出油，失去了螺桿面，若工作點落在容積效率曲線的左側區(qū)域100%，但由于潤滑不充分，機械效率很低，，使泵易于過早失效。因此選擇螺桿泵轉速容積效率曲線的左右兩側[15][16]。在容積效率率開始下降，泵開始被....

圖3-4不同轉速下的螺桿泵壓頭H-流量Q特性曲線，n1>n2

以適應泵的負載特性。隨著轉速的降低，排量也降低了，同時泵的揚程也大幅度降低見圖3-4。這樣，在潛油電泵機組配套中，保證管道出口壓力的基礎上，根據(jù)實際井況調整排量，使?jié)撚捅檬冀K工作在高效區(qū)內(nèi)，就取得了大幅度節(jié)能的作用[22]。20

圖3-5異步電動機的正弦穩(wěn)態(tài)等值電路

圖3-4不同轉速下的螺桿泵壓頭H-流量Q特性曲線，n1>n2條件下潛油電機的負載特性動機在正弦電源下的穩(wěn)態(tài)等值電路，見圖3-5。在這個與頻率有關[22]。

本文編號：3971323