發(fā)布時(shí)間：2020-05-08 03:46

【摘要】：永磁直驅(qū)螺桿泵驅(qū)動(dòng)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(jī),永磁直驅(qū)螺桿泵采油技術(shù)具有無(wú)行程、采油效率高、調(diào)參便捷等顯著特點(diǎn)。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(jì)直驅(qū)螺桿泵驅(qū)動(dòng)用永磁電機(jī)時(shí),重點(diǎn)考慮溫度的影響,從極槽配合選取、熱負(fù)荷選取等方面對(duì)電機(jī)性能進(jìn)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(shí)間短,低溫較低且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),年平均氣溫較低。直驅(qū)螺桿泵用永磁電機(jī)由于轉(zhuǎn)速較低,只能采用自然冷卻方式,給永磁電機(jī)熱負(fù)荷選取帶來(lái)困難。較高的溫差會(huì)造成永磁電機(jī)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(fù)荷取值對(duì)直驅(qū)螺桿泵用永磁電機(jī)溫升的影響。在負(fù)載方面,分析了極端環(huán)境溫度變化對(duì)電機(jī)負(fù)載能力的影響。研究了高溫差環(huán)境對(duì)油井中原油的溫度分布情況的影響,通過(guò)流體場(chǎng)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(diǎn),容易形成掛蠟問(wèn)題進(jìn)而使電機(jī)負(fù)載加重。在滿足最大負(fù)載工況的前提下,減少繞組材料的使用量對(duì)電機(jī)經(jīng)濟(jì)性能做進(jìn)一步提高。極槽配合選取方面。對(duì)比分析了常用q值電機(jī)的徑向力波分布、齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)以及氣隙磁通密度分布情況。在磁極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)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(fù)荷在1400A~2/(cm·mm~2)左右,設(shè)計(jì)了一臺(tái)18.5kW直驅(qū)螺桿泵用永磁電機(jī),使用熱分析軟件對(duì)電機(jī)穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)做了分析。樣機(jī)分別在試驗(yàn)臺(tái)和油田現(xiàn)場(chǎng)做了性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明了新型磁極結(jié)構(gòu)的優(yōu)異性能以及電機(jī)溫升優(yōu)化設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM351

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本文編號(hào)：2654063