CN102927001B - 一种将开关磁阻电机调速系统用于螺杆泵采油的方法 - Google Patents

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本发明涉及油田举升工艺技术领域,属于一种将开关磁阻电机调速系统用于螺杆泵采油的方法。该发明既解决了目前三相异步电动机螺杆泵采油系统维护费用高、传动效率低的问题,又解决了目前永磁电动机螺杆泵采油系统制造成本高、有油井采出液进入电机内部隐患的问题。本发明主要是通过以下步骤来实现的:启动开关磁阻电机(5),抽油杆(10)带动螺杆泵转子(15)旋转工作,实现对油井产液的举升;油井采出液通过机械密封(3)和封井器(8)的控制进入输出管线。本发明具有维护费用低,传动效率高;密封系统结构合理及造价较低等优点。

Description

一种将开关磁阻电机调速系统用于螺杆泵采油的方法
技术领域:本发明涉及油田举升工艺技术领域,属于一种将开关磁阻电机调速系统用于螺杆泵采油的方法。
背景技术:目前油田上的地面驱动螺杆泵采油系统采用三相异步电动机和永磁电动机作为动力源。应用三相异步电动机作为动力源的螺杆泵采油系统由于存在皮带传动系统及齿轮减速系统,使该系统不但维护费用较高,而且传动效率较低。应用永磁电动机作为动力源的螺杆泵采油系统由于机械密封系统与永磁电动机的密封系统没有彻底分开,当机械密封系统失效后,油井采出液有进入永磁电动机内部造成永磁电动机损坏的隐患。另外,随着永磁材料价格高企,制造成本大幅上升,该系统的性价比随之降低。
发明内容:本发明的目的是设计利用开关磁阻电机调速系统效率高、起动转矩大,达到传动效率高、制造成本低及工作可靠的一种将开关磁阻电机调速系统用于螺杆泵采油的方法。
本发明是通过以下装置来实现的:它是由光杆、方卡、机械密封、承重轴、开关磁阻电机、电机座、轴承箱、封井器、螺杆泵专用井口、抽油杆、抽油杆扶正器、油管、油管扶正器、螺杆泵定子、螺杆泵转子、油管锚、筛管及丝堵部件组成,其中丝堵、筛管、油管锚、螺杆泵定子、油管由下至上通过丝扣依次连接组成油管柱,油管扶正器套在螺杆泵定子上部,油管通过丝扣与螺杆泵专用井口连接,螺杆泵转子、抽油杆、光杆由下至上通过丝扣依次连接组成抽油杆柱,抽油杆扶正器套在抽油杆上,封井器、轴承箱、电机座、开关磁阻电机、承重轴、机械密封由下至上依次连接组成驱动头,封井器通过螺栓与螺杆泵专用井口连接,光杆通过方卡与机械密封连接。本发明是通过以下步骤来实现的:
a、首先将丝堵、筛管、油管锚、螺杆泵定子、油管扶正器、油管由下至上依次连接,并下入井内,组成油管柱;其次,将螺杆泵转子、抽油杆、抽油杆扶正器、光杆由下至上依次连接,并下入井内,组成抽油杆柱;
b、将承重轴下端通过其插接结构与轴承箱的输出轴上端连接,在承重轴下端的插接部位开有溢油口;将电机座下端通过螺栓与轴承箱上端连接固定,并将有空心结构输出轴的开关磁阻电机通过螺栓连接到电机座上,承重轴套在开关磁阻电机的输出轴内;将机械密封下端通过其插接结构与开关磁阻电机的输出轴上端连接;将轴承箱下端通过螺栓与封井器上端连接组成驱动头;
c、将已组装好的驱动头吊至光杆上方,使光杆从其承重轴中穿过,缓慢下放,坐在螺杆泵专用井口上,并将驱动头通过井口螺栓与螺杆泵专用井口连接;上提抽油杆柱防冲距后,安装方卡;
d、将地面供电系统与开关磁阻电机连接完成后,启动开关磁阻电机,开关磁阻电机的动力经输出轴传递给机械密封,机械密封通过其上部的凸台将动力传递给方卡,方卡带动光杆及抽油杆旋转,抽油杆带动螺杆泵转子旋转工作,实现对油井产液的举升;光杆的轴向力作用在方卡上,方卡将轴向力传递给机械密封,机械密封将轴向力传递给承重轴,承重轴将轴向力传递给轴承箱的输出轴;油井采出液通过机械密封和封井器的控制进入输出管线;
e、其中开关磁阻电机控制螺杆泵采油系统工作转速及停止运行后光杆的反转转速;正常停机时,按下停机按钮,开关磁阻电机通过其电磁力控制光杆的反转转速,直至光杆反转停止;异常断电停机时,开关磁阻电机在光杆的带动下由正向旋转变为反向旋转,开关磁阻电机处于发电制动状态,将机械能转换为电能,电能消耗在制动电阻上,从而实现光杆的反转转速控制,直至光杆反转停止。
本发明与已有技术相比具有如下优点:
与三相异步电动机螺杆泵采油系统相比,无皮带传动系统及齿轮减速系统,故维护费用低,传动效率高;与永磁电动机螺杆泵采油系统相比,密封系统结构合理,杜绝了油井采出液进入电机内部的隐患,另外,不使用永磁材料,造价较低。
附图说明:图1是本发明结构示意图;
图2是承重轴4下端与轴承箱7的输出轴71连接的插接结构剖视示意图;
图3是开关磁阻电机5的输出轴51与机械密封3相连接的插接结构剖视示意图。
具体实施方式:以下结合附图对本发明作进一步详述,本发明是通过以下装置来实现的:它是由光杆1、方卡2、机械密封3、承重轴4、开关磁阻电机5、电机座6、轴承箱7、封井器8、螺杆泵专用井口9、抽油杆10、抽油杆扶正器11、油管12、油管扶正器13、螺杆泵定子14、螺杆泵转子15、油管锚16、筛管17及丝堵18部件组成,其中丝堵18、筛管17、油管锚16、螺杆泵定子14、油管12由下至上通过丝扣依次连接组成油管柱,油管扶正器13套在螺杆泵定子14上部,油管12通过丝扣与螺杆泵专用井口9连接,螺杆泵转子15、抽油杆10、光杆1由下至上通过丝扣依次连接组成抽油杆柱,抽油杆扶正器11套在抽油杆10上,封井器8、轴承箱7、电机座6、开关磁阻电机5、承重轴4、机械密封3由下至上依次连接组成驱动头,封井器8通过螺栓与螺杆泵专用井口9连接,光杆1通过方卡2与机械密封3连接。本发明是通过以下步骤来实现的:
a、首先将丝堵18、筛管17、油管锚16、螺杆泵定子14、油管扶正器13、油管12由下至上依次连接,并下入井内,组成油管柱;其次,将螺杆泵转子15、抽油杆10、抽油杆扶正器11、光杆1由下至上依次连接,并下入井内,组成抽油杆柱;
b、将承重轴4下端通过其插接结构与轴承箱7的输出轴71上端连接,在承重轴4下端的插接部位开有溢油口41;将电机座6下端通过螺栓与轴承箱7上端连接固定,并将有空心结构输出轴51的开关磁阻电机5通过螺栓连接到电机座6上,承重轴4套在开关磁阻电机5的输出轴51内;将机械密封3下端通过其插接结构与开关磁阻电机5的输出轴51上端连接;将轴承箱7下端通过螺栓与封井器8上端连接组成驱动头;
c、将已组装好的驱动头吊至光杆1上方,使光杆1从其承重轴4中穿过,缓慢下放,坐在螺杆泵专用井口9上,并将驱动头通过井口螺栓与螺杆泵专用井口9连接;上提抽油杆柱防冲距后,安装方卡2;
d、将地面供电系统与开关磁阻电机5连接完成后,启动开关磁阻电机5,开关磁阻电机5的动力经输出轴51传递给机械密封3,机械密封3通过其上部的凸台将动力传递给方卡2,方卡2带动光杆1及抽油杆10旋转,抽油杆10带动螺杆泵转子15旋转工作,实现对油井产液的举升;光杆1的轴向力作用在方卡2上,方卡2将轴向力传递给机械密封3,机械密封3将轴向力传递给承重轴4,承重轴4将轴向力传递给轴承箱7的输出轴71;油井采出液通过机械密封3和封井器8的控制进入输出管线;
e、其中开关磁阻电机5控制螺杆泵采油系统工作转速及停止运行后光杆1的反转转速;正常停机时,按下停机按钮,开关磁阻电机5通过其电磁力控制光杆1的反转转速,直至光杆1反转停止;异常断电停机时,开关磁阻电机5在光杆1的带动下由正向旋转变为反向旋转,开关磁阻电机5处于发电制动状态,将机械能转换为电能,电能消耗在制动电阻上,从而实现光杆1的反转转速控制,直至光杆1反转停止。

Claims (1)

1.一种将开关磁阻电机调速系统用于螺杆泵采油的方法,本发明是通过以下装置来实现的:它是由光杆(1)、方卡(2)、机械密封(3)、承重轴(4)、开关磁阻电机(5)、电机座(6)、轴承箱(7)、封井器(8)、螺杆泵专用井口(9)、抽油杆(10)、抽油杆扶正器(11)、油管(12)、油管扶正器(13)、螺杆泵定子(14)、螺杆泵转子(15)、油管锚(16)、筛管(17)及丝堵(18)部件组成,其中丝堵(18)、筛管(17)、油管锚(16)、螺杆泵定子(14)、油管(12)由下至上通过丝扣依次连接组成油管柱,油管扶正器(13)套在螺杆泵定子(14)上部,油管(12)通过丝扣与螺杆泵专用井口(9)连接,螺杆泵转子(15)、抽油杆(10)、光杆(1)由下至上通过丝扣依次连接组成抽油杆柱,抽油杆扶正器(11)套在抽油杆(10)上,封井器(8)、轴承箱(7)、电机座(6)、开关磁阻电机(5)、承重轴(4)、机械密封(3)由下至上依次连接组成驱动头,封井器(8)通过螺栓与螺杆泵专用井口(9)连接,光杆(1)通过方卡(2)与机械密封(3)连接;其特征在于:一种将开关磁阻电机调速系统用于螺杆泵采油的方法是通过以下步骤来实现的:
a、首先将丝堵(18)、筛管(17)、油管锚(16)、螺杆泵定子(14)、油管扶正器(13)、油管(12)由下至上依次连接,并下入井内,组成油管柱;其次,将螺杆泵转子(15)、抽油杆(10)、抽油杆扶正器(11)、光杆(1)由下至上依次连接,并下入井内,组成抽油杆柱;
b、将承重轴(4)下端通过其插接结构与轴承箱(7)的输出轴(71)上端连接,在承重轴(4)下端的插接部位开有溢油口(41);将电机座(6)下端通过螺栓与轴承箱(7)上端连接固定,并将有空心结构输出轴(51)的开关磁阻电机(5)通过螺栓连接到电机座(6)上,承重轴(4)套在开关磁阻电机(5)的输出轴(51)内;将机械密封(3)下端通过其插接结构与开关磁阻电机(5)的输出轴(51)上端连接;将轴承箱(7)下端通过螺栓与封井器(8)上端连接组成驱动头;
c、将已组装好的驱动头吊至光杆(1)上方,使光杆(1)从其承重轴(4)中穿过,缓慢下放,坐在螺杆泵专用井口(9)上,并将驱动头通过井口螺栓与螺杆泵专用井口(9)连接;上提抽油杆柱防冲距后,安装方卡(2);
d、将地面供电系统与开关磁阻电机(5)连接完成后,启动开关磁阻电机(5),开关磁阻电机(5)的动力经输出轴(51)传递给机械密封(3),机械密封(3)通过其上部的凸台将动力传递给方卡(2),方卡(2)带动光杆(1)及抽油杆(10)旋转,抽油杆(10)带动螺杆泵转子(15)旋转工作,实现对油井产液的举升;光杆(1)的轴向力作用在方卡(2)上,方卡(2)将轴向力传递给机械密封(3),机械密封(3)将轴向力传递给承重轴(4),承重轴(4)将轴向力传递给轴承箱(7)的输出轴(71);油井采出液通过机械密封(3)和封井器(8)的控制进入输出管线;
e、其中开关磁阻电机(5)控制螺杆泵采油系统工作转速及停止运行后光杆(1)的反转转速;正常停机时,按下停机按钮,开关磁阻电机(5)通过其电磁力控制光杆(1)的反转转速,直至光杆(1)反转停止;异常断电停机时,开关磁阻电机(5)在光杆(1)的带动下由正向旋转变为反向旋转,开关磁阻电机(5)处于发电制动状态,将机械能转换为电能,电能消耗在制动电阻上,从而实现光杆(1)的反转转速控制,直至光杆(1)反转停止。
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