潜油低速电机驱动螺杆泵举升技术(3)

潜油低速电机驱动螺杆泵控制及调速系统主要以变频调速控制器为核心，配套滤波器、电流记录仪、井口流量检测装置、螺杆泵井智能监控装置等组件。

系统工作原理：通过井口流量数据采集器动态采集油井出油信号，适时监测井下动液面及井口流量的变化，由系统进行综合评价，智能监控控制器根据综合评价结果进行调整，将控制信号输出至变频控制器，调整潜油电机的运行频率，从而实现潜油电机速度调整，使螺杆泵生产参数趋于合理，达到增产节能的目的。

潜油低速电机驱动螺杆泵控制及调速系统的作用是通过调节工作频率来实现电机无级调速，保护螺杆泵采油系统的正常运行，具有控制电机启动、停止、缺相保护、过载保护、电流、电压显示等功能。

3.生产管柱配套

潜油低速电机驱动螺杆泵举升系统生产管柱由低速电机、保护器、偏心联轴器、螺杆泵、防砂卡装置、油管、油管扶正器、油管锚等组成。防砂卡装置由单流阀、外沉砂管、内管三部分组成。该装置可有效的防止停井时砂粒沉积导致电机无法启动，起到预防螺杆泵砂卡作用，可延长螺杆泵举升系统使用寿命。偏心联轴器是一种井下机械传动装置，用来连接不同轴运动的螺杆泵和电机，还具有止推和润滑等功能。其特点是：输入轴和输出轴之间除传递转矩和轴向推力外，输出轴要相对输入轴做满足螺杆泵运动的偏转运动。该联轴器是在满足轴间偏心量的基础上，既能够承受扭矩，又能够承受一定轴向压力的一种新型柔性联轴器。

三、室内及现场试验

型式试验主要对电机性能、电机负载特性、井下系统性能三个方面进行了测试。测试过程是将抽油系统下入试验井中，通过变频调节电机转速；在不同频率下，通过调节井口压力测试电机的电流、电压、电阻、输入功率、功率因数和温升。综合室内试验测试结果表明，电机相间、对地冷态绝缘电阻为1259MΩ，三相直流电阻不平衡率1.29%，耐温达到180度，可满足井下高温环境的使用要求。潜油低速电机驱动螺杆泵抽油系统在频率为17.5Hz～25Hz条件下运行较稳定，系统效率在76.8%～82.4%之间，可满足现场生产要求。

四、结论

通过对同步电机结构及磁路设计，研制了低速永磁同步电机及其控制系统，并对地面设备及井下工具进行了配套，形成了潜油低速电机驱动螺杆泵举升技术。经过室内型式试验表明，该技术效率高、性能可靠。潜油低速电机驱动螺杆泵抽油技术作为一种新型的无杆采油技术，采用低速永磁同步电机直接驱动螺杆泵，省略了井下减速机构，兼具了潜油电机驱动方式和螺杆泵采油的优点。尤其适用于常规抽油设备如有杆泵、电潜泵等难于运行的斜井、稠油井、含砂井、含气井及偏磨井的油井举升中，在油田具有较高的实用价值和较广的推广前景。

参考文献