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新型数控往复式潜油电泵 颠覆传统抽油机时代

新型数控往复式潜油电泵 颠覆传统抽油机时代

抽油机是开采石油的一种机器设备,通常采用加压的办法使石油出井。数控往复式潜油电泵以其新型的工作模式以及多功能、节能环保、安全高效的性能,可替代传统抽油机,成为了目前抽油设备的新星。

来自 | 沈阳新城石油机械制造有限公司
编辑 | 魏亚蒙

游梁式抽油机(俗称“磕头机”)是油田广泛应用的传统抽油设备,一般由普通交流异步电动机直接拖动。其曲柄带以配重平衡块带动抽油杆,驱动井下抽油泵做固定周期的上下往复运动,把井下的油送到地面。

然而,井下油层的情况特别复杂,既有富油井、贫油井之分,又有稀油井、稠油井之别,恒速采油的问题显而易见。如抛去这些,就抽油机油泵本身而言,磨损后的活塞与衬套的间隙漏失等均为难以解决的问题,况且,变化的地层因素如油中含砂、蜡、水、气等复杂情况,也对每冲次抽出的油量有很大影响。

另外,杆式抽油电泵的占地面积大、人员维护成本高、机械磨损严重、使用寿命低、电能消耗过大等致命问题也一直是其应用短板和难以解决的难题。

数控往复式潜油电泵简介

中国作为世界贫油国,政府、企业和石油人对抽油设备的研发和改进工作从未间断。目前,中国老工业基地沈阳的新城石油机械制造有限公司研制、投入使用了一种可颠覆传统抽油机的新型抽油设备 – 数控往复式潜油电泵,该设备目前为世界唯一、国内首创,它采用一种完全不同的工作模式,基本解决了传统抽油机存在的全部问题,是一种新型的、完全可替代老式抽油机的油田抽油设备。

新型数控往复式潜油电泵 颠覆传统抽油机时代

数控往复式潜油电泵

数控往复式潜油电泵,是一种以直线电机为动力推动装置,直接驱动管式抽油泵进行采油的新一代采油设备。该系统由直线电机、管式抽油泵和地面控制柜三部分组成。直线电机与抽油泵相连,潜入到地下油层中。利用直线电机往复运动同柱塞运动方向一致的特点,驱动抽油泵柱塞做周期往复运动,将油液举升至地面。

数控往复式潜油电泵可省去游梁式抽油机及其配套的动力传动系统。与8型游梁式抽油机相比,可减少85%的占地面积,降低50%以上的能耗。不存在游梁式抽油机效率低、停机调参、杆管偏磨和井场污染等技术和环保难题。

数控往复式潜油电泵原理简介

数控往复式潜油电泵由直线电机、抽油泵、控制柜三大部分组成。直线电机的基本结构包括动子、定子和电机引出线。其中:动子由环状永磁体、铁芯和芯轴组成。定子由绕组铁芯、内筒和外壳组成。绕组呈径向缠绕、轴向分布结构。绕组铁芯组装后,置于内筒和外壳组成的充油密封腔内。通过控制电源的频率和方向,使定子产生周期交变的磁场,与动子的固定磁场相互作用,实现动子的直线往复运动,推动抽油泵柱塞工作。

直线电机在泵下端,电动机动子通过推杆与柱塞相接;固定凡尔设计在泵的上端,在凡尔罩内设有限位滑道和复位弹簧,限制凡尔只能沿直线运动、强制关闭;在泵下端设有进液筛网,筛网下端设有防砂装置,防止砂粒进入电机。

柱塞上行时靠油液推力打开固定凡尔球;上行冲程结束后柱塞下行,在反力弹簧的作用下,凡尔球沿导向阀迅速坐封,泵腔开始充液。周而复始,实现抽油,具有间歇式工作、防砂、防气锁的优点,可广泛适用于直井、定向井和水平井,其泵效达60%~90%。

新型数控往复式潜油电泵 颠覆传统抽油机时代

产品外观结构图

直线电机性能及优点

耐压力:在30Mpa压力的水介质中检验24小时,无变形、无渗漏。防护等级IP58。

耐电压:直线电机绕组在环境温度200℃热态下,施加交流50Hz、3300V电压,1分钟后测试介电强度,无闪络和击穿。

耐绝缘:用2500V兆欧表做绝缘电阻测试,绝缘电阻不低于1000MΩ 。绝缘等级:H级。

耐高温:直线电机绕组烧结温度为380℃。直线电机在温度不高于150℃的介质中运行,可保证额定推力输出。

引进调速传动后,该电机可根据井下状态调节抽油机冲程频次并调节上、下行程的速度,在提高泵充满系数的同时减少泵的漏失,以获得最大出油量。尤其是采用变频调速既无启动冲击,又可解决选型保守、线路较长等所致的功率因数偏低等问题,节能增效的同时又能提高整机寿命,减少机械故障,提高可靠性,具体表现为:

可在线调整冲次:调整范围为0.1~8次/min,分辨率:0.1次/min;

可在线调整上行和下行频率:调整范围为上行:8~15Hz、下行15~24Hz;

具有手动控制功能:判定动子在运行腔内的相对位置,控制动子的运行方向;交替使用“手动上行”和“手动下行”按钮,可排除因柱塞砂卡或井口结腊等因素造成的轻微阻塞;

该产品具有自动保护功能:遇有强雷电、输出电缆或负载短路、柱塞阻卡、油管堵塞、控制柜超高温等影响系统正常运行的异常情况时,控制系统会自动启动停机保护功能;

具有自启功能:电网意外停电时电机停止运行,送电后自动开启;

具有过载保护功能:控制程序设定上行和下行电流保护值,当电流超过设定值时,系统自动停机;

可根据用户需求,选择远程控制装置:控制柜配置了232输出接口。另加装GPRS无线网络和移动网络传输系统,可将数控往复式潜油电泵系统的运行参数传至油田局域网,实现远程电脑、手机APP终端控制;

具有清、防腊装置:与潜油电泵配套的连续电加热管,采用三相供电、自成回路。可依据井温、析蜡温度等因素,将电加热管下到管柱内结腊点以下50~100米处,通过地面电加热控制柜,实施对井液加温,防止管柱结腊。

数控往复式潜油电泵适用范围

数控往复式潜油电泵直线电机系列包括2种规格、6个型号产品,抽油泵系列包括9个型号产品,可广泛适应于垂深3000米以内、产液量在7-100m3/d之间的直井、斜井、水平井和海上油田的开采。

因此,该产品小型化、多功能、节能环保、安全高效的性能,符合社会发展的潮流,同时为能源工业做出巨大贡献,是石油行业内具有划时代意义的一款产品,是替代老式抽油机的新型设备,体现了石油人的匠人精神和较高的中国制造水平。

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柠檬
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。如需获取更多技术资料,请联系我们。

评论 4

  1. #4

    原来同门师兄弟,方便加QQ吗?我的409247827

    匿名3年前 (2018-06-11)回复
  2. #3

    现在使用情况如何?

    匿名2年前 (2019-04-19)回复
  3. #2

    这个不是专利产品吗?

    匿名4个月前 (07-23)回复
  4. #1

    你们谁懂电机原理?

    匿名1周前 (11-19)回复