CN105121776B - 用于排空油井的方法以及用于实施所述方法的系统 - Google Patents
用于排空油井的方法以及用于实施所述方法的系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105121776B CN105121776B CN201380068887.1A CN201380068887A CN105121776B CN 105121776 B CN105121776 B CN 105121776B CN 201380068887 A CN201380068887 A CN 201380068887A CN 105121776 B CN105121776 B CN 105121776B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pump
- drive rod
- armature
- method described
- wound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003129 oil well Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 34
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 12
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 7
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000004519 grease Substances 0.000 claims description 3
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/0021—Safety devices, e.g. for preventing small objects from falling into the borehole
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
- E21B43/126—Adaptations of down-hole pump systems powered by drives outside the borehole, e.g. by a rotary or oscillating drive
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/008—Monitoring of down-hole pump systems, e.g. for the detection of "pumped-off" conditions
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K49/00—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes
- H02K49/02—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type
- H02K49/04—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type
- H02K49/043—Dynamo-electric clutches; Dynamo-electric brakes of the asynchronous induction type of the eddy-current hysteresis type with a radial airgap
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
- H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/20—Structural association with auxiliary dynamo-electric machines, e.g. with electric starter motors or exciters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
- H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Dynamo-Electric Clutches, Dynamo-Electric Brakes (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Transmission Of Braking Force In Braking Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于控制(P)油井(W)的排空的方法，所述油井(W)包括被马达(W)在表面上驱动的浸没的泵，所述马达(M)通过驱动杆(T)连接至所述泵，所述方法包括以下步骤：在所述马达对所述泵的驱动中断且所述驱动杆尤其在所述油井中的流体柱的压力和在所述驱动杆中累积的扭转势能的作用下在反向方向上旋转的情况下，通过利用具有涡电流的减速系统(20)施加制动转矩使所述驱动杆减速。
Description
技术领域
本发明涉及电气系统，该电气系统能够使从动装置减速且尤其但不限于处理在其工作过程中有可能储存大量势能的从动装置的驱动系统。
背景技术
本发明所涵盖的主要应用是用在油井中的螺杆抽油泵的驱动系统，该螺杆抽油泵是具有慢的旋转速度的泵，该旋转速度通常约为500rpm。该泵放置在油井的底部，且该驱动系统在油井的顶部，油井的深度能够超过2000米。
传统上，泵通过电动机经过具有皮带轮和皮带或具有齿轮的齿轮箱来驱动。
在工作时，利用这种泵的装置储存两种形式的势能，即一方面，由杆自身的扭转产生的驱动杆中的扭转能，另一方面，对应于由油井中存在的流体柱施加的压力的流体静力学能量。
在系统的供电电源(electrical power supply)故障的情况下，该势能很可能突然地在反方向上驱动驱动杆并引起转变方向的速度失控，这不仅对于装备而且对于人员都是很危险的。
因此提供了一种制动系统，以防止累积的势能突然地在与泵正常工作反向的旋转方向上驱动该系统。常规地，该制动系统为离心式制动系统，当在反方向上的旋转速度超过预定的阈值时，该离心式制动系统通过止回系统变得起作用。
在离心式制动系统用来限制旋转速度的情况下，由通过摩擦的能量损耗而引起的温度升高会超过可接受的阈值，并在存在可燃气体时导致爆炸风险，这在油井中经常发生的情况。
此外，因为要传输的转矩大，因而止回机构相对复杂且成本高。
因此，专利US 6076489描述了一种离心式机械制动系统，该制动系统固定至齿轮箱的慢速轴或快速轴并利用止回机构仅在泵的正常工作的反方向上被旋转地驱动。由摩擦损耗的能量不可能控制为了完全排空油井持续超过一小时的制动引起的温度升高。
各种其它的制动设备已经被开发以试图限制和/或控制泵的旋转速度。专利公开WO 00/25000、US 5749416和US 6113355描述了一种仅在一个方向上制动的液压减速系统。流体的温度升高取决于系统中的流体的量，并且容纳流体的庞大的槽罐可能是必要的。尺寸必须被设计成适于最高的环境温度，并且流体的温度不被调节的每一种情况必须成为考虑中的研究主题。
专利公开US 2005/0205249和WO 2007/042732描述了一种电气制动系统，在该电气制动系统中，马达成为发电机，并且能量在利用电力接触器的电阻器的远程块中被损耗。在马达技术故障的情况下，该系统不能工作。此外，电力接触器、相关的安全设备和电阻器块使得该系统相对复杂且成本相对较高。
因此，大多数已知的系统不可能保证在排空油井的过程中达到的最高温度不会达到油井上方的直接环境的爆炸性阈值，或者在超速条件下不可能确保完全令人满意的安全性。
一些已知的系统实现了这一目的，但是以附加约束的代价实现的，例如关联到带有磁体的马达的使用或者关系到大容量槽罐的存在。
发明内容
本发明旨在纠正上述缺陷并且根据其第一方面通过一种用于控制具有浸没的泵的油井的排空的方法来实现这一目的，所述泵由马达在表面上驱动，所述马达通过驱动杆连接至所述泵，该方法包括以下步骤：在所述马达对所述泵的驱动停止且所述驱动杆尤其在所述油井中的流体柱的压力和在由所述驱动杆累积的扭转势能的作用下被旋转的情况下，通过利用具有涡电流减速器的减速系统施加制动转矩使所述驱动杆减速。
本发明能够通过避免在自动地不与电网络连接的操作条件改变的情况下的系统失控以及通过限制势能损耗至设定点值的区域的最高温度来确保安全功能。
“控制排空”应该被理解为意味着在油井工作过程中，控制在油井中累积的油的流动，以便避免泵的反向旋转的失控。
“施加制动转矩”应该被理解为意味着向驱动杆施加转矩，该转矩抵抗该驱动杆的反向旋转运动并在驱动杆运动时能够控制和/或使其减速。
本发明的根据其第二方面的另一个主题是一种用于使油井的浸没的泵的驱动杆减速的系统，该系统包括涡电流减速器。
本发明呈现了如下优点：为使泵的驱动杆旋转可以使用任何类型(异步或同步)的马达并可以使在良好的安全条件下迅速排空油井。
减速器可以通过驱动轴以提高的驱动杆的旋转速度来驱动旋转，特别是通过齿轮传动的增速齿轮来提高，该减速器的驱动速度优选地介于驱动杆的旋转速度的1倍到10倍之间，更好地介于4倍到8倍之间。
所述涡电流可以通过由上述杆驱动的发电机供电的绕线式励磁系统在电枢中产生，该发电机特别是带有永磁体的发电机。
通过发电机的电枢给减速器的绕线式励磁系统供电有利地经由电子调节系统来完成。
供电电源可以通过电子调节系统来调节，以可以仅在驱动杆反向旋转时首先操作减速器。
此外，在所述绕线式励磁系统中的电流可以以电子方式进行调节，以便控制所施加的制动转矩并避免超过限制温度，特别是将减速器的电枢的温度维持在小于或等于预防爆炸温度的温度处。
在所述绕线式励磁系统中的电流可以根据所述驱动杆的旋转速度被调节，以最小化所述油井W的排空时间。如果旋转速度趋向于增大，则维持制动转矩或者甚至增大制动转矩，而如果速度趋向于减小，则减小制动转矩。
减速器的电枢可以通过液体来冷却，该液体可以为齿轮箱的润滑油，马达通过该齿轮箱联接至驱动杆，并且该液体可以通过润滑油泵来循环，该润滑油泵特别地为确保齿轮箱的润滑的泵。
减速器的电枢可以通过风扇来冷却，该风扇特别地为确保马达的冷却的风扇。
所述绕线式励磁系统和减速器的电枢可以是固定的，且在二者之间包括通过所述驱动杆驱动旋转的至少一个、更好地两个的移动的转子。这提供了如下优点：一方面便于为绕线式励磁系统供电、便于通过液体对电枢冷却，另一方面避免了必须使用旋转的电子电路。
两个移动的转子可以是彼此嵌套的，特别是通过爪彼此嵌套。
减速系统可以在减速器与驱动杆之间不包括任何止回机构，驱动杆的反向旋转的检测和给绕线式励磁系统的供电借助于连接至减速器的励磁系统和发电机的电枢的电子调节系统来完成。从而避免止回机构的成本，并且通过保护装置不受故障的影响提高了装置的可靠性。
用来给绕线式励磁系统供电的发电机可以经由止回机构来驱动旋转。然而，相较于施加在驱动杆上的制动转矩，发电机的驱动转矩相对较低，并且这种止回机构的成本相对较低。
本发明的又一个主题是一种用于实施根据本发明的方法的装置，该装置包括浸没的泵，该泵特别是螺杆抽油泵；经由驱动杆和齿轮箱可旋转地驱动所述泵的马达；以及如上面限定的杆减速系统。
附图说明
通过阅读以下详细说明及其实施的非限制的示例，以及研究附图，能够更好地理解本发明，其中：
-图1为根据本发明的装备有带有浸没的泵的泵送装置和减速系统的油井的示意图；
-图2至图5为根据本发明的不同配置的减速系统的示意图；
-图6为根据本发明的减速系统的示例的更详细的横截面；
-图7为沿着图6的VII的视图；
-图8为沿着图9的VIII的横截面；
-图9为沿着图6的IX的视图；
-图10孤立地示出了减速器的转子元件；
-图11说明了示例性减速器控制算法的不同步骤；以及
-图12为用于减速器的示例性电子控制电路的示意图。
具体实施方式
图1示意性地示出了油井W，在该油井W的底部中浸没有泵P(优选为螺杆抽油泵)，该泵由马达M经由驱动杆T和齿轮箱10从表面驱动。
根据本发明，设置有用于使驱动杆T减速的系统20以避免在装置的工作条件变化(特别是马达M停止时)的情况下装置(installation)失控，并确保了在良好的安全条件下(特别是在到达最高温度时)排空油井W。
根据本发明，减速系统20包括涡电流减速器25。
减速系统
该减速系统20可以具有不同的配置，在图2至图5中已经示意性地给出了减速系统的示例。
在这些附图中，非常示意性地表示出了减速系统20的驱动轴21，该轴21能够以多种方式机械地联接至驱动杆T。
为清楚起见，没有表示出驱动轴21被杆T的反向旋转而旋转地驱动的方式，在驱动杆T与减速系统20之间的转矩传输能够以多种方式来执行，特别是借助于齿轮式增速齿轮来执行，这能够以比驱动杆T更高的旋转速度来驱动减速系统20。
在图2中示出的优选的配置中，减速系统20包括涡电流减速器25，涡电流减速器25包括电枢23、绕线式励磁系统(wound field system)24和两个旋转的转子40a和40b。
减速器25由带有永磁体的发电机30供电。
在示出的示例中，该发电机30的电枢32是固定的，且励磁系统包括永磁体31，永磁体31被驱动轴21的旋转驱动而面向电枢32旋转。
发电机30经由电子电路35为减速器25的绕线式励磁系统24供电。通过发电机30为减速器25的绕线式励磁系统24供电能够使减速系统20自供电并能够在用于马达M的供电电流中断时继续工作。
两个转子40a和40b包括多个磁极并由交错地布置的爪42形成。利用这种爪式转子的减速器通过市场参考号(marketing reference)RO/12、RO/15、RO/2、RO/3在其它领域中(特别是用于起重机的取向)是已知的。转子40a和转子40b布置成在减速器25的电枢23中传导由减速器25的励磁系统24产生的磁通量。例如，嵌套的转子40a和转子40b的爪42在围绕励磁系统24的周向方向上产生N极和S极的交替并将该磁通量传导到该电枢。由于转子40a和40b被驱动旋转，电枢23中的磁场产生了涡电流，该涡电流通过反作用将制动转矩施加在转子40a和转子40b上，从而使驱动轴21减速并间接地使驱动杆T减速。
冷却剂
静态减速器25的电枢23可以由液体或气体(特别是空气或油)的循环以各种方式来冷却。优选地，利用液体循环来执行冷却。
冷却剂50可以通过在电枢23周围缠绕的螺旋管道54内的循环来冷却电枢23。
在图3示出的一个变型中，螺旋管道54包含在电枢23内。
冷却剂50可以有利地为与齿轮箱10的润滑液相同的液体。冷却剂50可以在散热器52内循环。
有利地，散热器52可以经受由风扇60产生的空气循环。风扇60可以通过驱动轴21经由止回机构来驱动，以仅仅在减速系统20正在工作时工作。
风扇60可以为特定于减速系统20的风扇，或者还用来冷却马达M。在后一种情况下，风扇60在排空油井W的过程中由马达的反向旋转来驱动。
减速器25的电枢23的冷却剂50可以通过特定于减速系统20的泵51或者通过用来润滑齿轮箱10的泵来循环。
泵51特别地由马达的轴来驱动。在网络故障的情况下，它不受影响。不管轴的旋转方向如何，它可以在给定的方向上传输流速。
电子调节电路
图12示意性地示出了减速系统20的电子电路35，该电子电路35特别是能够使减速系统20自供电。
有利地，减速系统20设计成在非常低的电压(例如小于50V)下工作，以便消除电气安全风险。
电子电路35(其能够利用发电机30给减速器25供电)可以包括对由发电机30的电枢32传输的电流进行整流的电源电路70、例如由电源电路70供电的控制电路72、以及连接至减速器25的励磁系统24的功率电子模块74，该功率电子模块74还可以由电源模块70供电且由控制电路72控制。
控制电路72可以控制功率模块74，以便调节减速器25的励磁系统24中的电流，并且间接地作用在由减速器25施加在驱动杆T上的制动转矩水平。
特别是，该调节可以根据例如存储在减速系统20的存储器76中的参数并根据从电枢23的至少一个温度传感器接收的信息、驱动杆T的旋转驱动速度和旋转方向来执行。
参数可以与油井W的特征相关，特别是可以将关于油井的深度和直径通知控制电路72，并能够使冷却系统20适于不同类型的配置。
如果适当，电子电路35包括用户接口80，该用户接口80能够修改某些操作参数，特别是电枢23一定不能超过的最高温度和/或马达所允许的最大速度。
电子电路35可以从至少一个温度传感器接收信息，并且可以通过电气测量确定旋转速度和旋转方向。
调节实施是例如根据图11给出的算法来执行。
首先，调节可以包括检测联接至减速系统20的轴21的旋转方向，以便当旋转方向正常时不使减速系统20工作，也就是说，马达M正常地驱动驱动杆T以泵送油井W中的油。
旋转方向的检测可以以常规方式通过分析发电机30的电枢32的相位上的电流来执行。旋转方向的检测可以通过彼此成90°布置的两个感应传感器、编码器或测速发电机来执行。
在检测到旋转方向反向的情况下，表示装置出现故障，减速器25的励磁系统24通过功率模块74供电，以便产生制动转矩。
控制电路72可以通过发电机30的电枢32的相位上的电气测量值或从光学编码器来确定轴21的旋转速度，并执行如下调节，如果速度高则该调节趋于施加较大的转矩，而如果速度低则该调节趋于施加较小的转矩，以便使油井W的排空时间最短。
特别地，测量的速度可以与阈值Vs相比较，并且根据该比较结果，如果速度较低，则控制电路72可以命令减速器25的励磁系统24中的电流减小，以便促进杆T的加速。
在超速的情况下，特别是如果速度高于阈值速度Vs，则可以执行冷却剂50的温度测量或减速器25的电枢23的温度测量，以便避免任何过热。例如，在温度高于限制温度Tmax的情况下，减速器25的励磁系统24中的电流减小，然而在温度未过高的情况下，特别是小于Tmax的情况下,可以维持或增大减速器25的励磁系统24中的电流，以维持或增加制动。
如果注意确保在接近传感器的区域中驱动轴21与冷却剂50接触，则温度测量可选地通过位于驱动轴21上的温度传感器在驱动轴21上执行。在一个变型中，该温度测量通过放置在励磁系统24的线圈中的一个或多个探针来执行。
特别是，调节实施目的在于遵守有关用于爆炸性环境的保护装置和系统的欧洲议会指令94/9/CE，该欧洲议会指令94/9/CE也被称为防爆指令(ATmosphere EXlosible，ATEX)标准。
为了加强装置的安全性并限制任何故障风险，操作参数(特别是温度、旋转速度和旋转方向的测量值)的调节和检测，可以通过具有相关的传感器的第二电子电路35来重复。操作参数的检测优先地通过两个电子电路35来同时执行。通过电子电路的至少一者的反向旋转的检测导致对励磁系统24供电。
图3中示出的配置与图2中刚才已经描述的配置的不同在于以下事实：减速器的励磁系统24、转子40a和转子40b、发电机30的电枢32以及电子调节电路35旋转地安装、由轴21驱动旋转。
图4和图6至图9中示出的配置与图2中描述的配置的不同在于以下事实：减速器25的电枢23由轴21驱动旋转。特别是电枢23具有散热片，以便省掉冷却剂电路。当存在风扇60时，电枢23的冷却可以通过由风扇60产生的气流来补充。风扇60可以由驱动轴21驱动旋转。
由风扇产生的气流可以穿过格栅61进入到冷却系统的壳体中且特别是穿过连接冷却系统20的不同部分的开口63在该冷却系统中循环，并通过冷却系统20的壳体的开口64排出去。
在图5中描述的变型中，冷却系统20包括带有永磁体的减速器25，减速器25是完全无源的(没有电子调节)、并由止回机构33驱动旋转。
本发明不限于刚才描述的示例。
该电子调节可以是模拟的，特别是通过施加与杆的速度成比例的制动转矩。
术语“包括一个”应该理解为与“包括至少一个”同义。
Claims (29)
1.一种用于控制具有浸没的泵(P)的油井(W)的排空的方法，所述泵(P)由马达(M)在表面上驱动，所述马达(M)通过驱动杆(T)连接至所述泵(P)，所述方法包括以下步骤：在所述马达(M)对所述泵(P)的驱动停止且所述驱动杆(T)在所述油井中的流体柱的压力和在所述驱动杆(T)中累积的扭转势能的作用下被驱动成反向旋转的情况下，通过利用具有涡电流的减速系统(20)施加制动转矩使所述驱动杆(T)减速，其中所述涡电流通过由发电机(30)供电的绕线式励磁系统(24)在电枢(23)中产生，所述绕线式励磁系统(24)和所述电枢(23)之间包括移动的且通过驱动轴(21)旋转地驱动的两个转子(40a，40b)，所述两个转子通过爪(42)彼此嵌套，所述电枢(23)和所述绕线式励磁系统(24)中的至少一者为静态的。
2.根据权利要求1所述的方法，所述减速系统(20)包括涡电流减速器(25)。
3.根据权利要求1所述的方法，所述减速系统(20)以所述驱动杆(T)的被增加1到10倍的旋转速度由所述驱动轴(21)旋转地驱动。
4.根据权利要求1所述的方法，所述发电机(30)为带有永磁体的发电机。
5.根据权利要求1所述的方法，在所述绕线式励磁系统(24)中的电流以电子方式进行调节，以便控制施加的制动转矩并避免超过限制温度(Tmax)。
6.根据权利要求1所述的方法，根据所述驱动杆(T)的旋转速度调节所述绕线式励磁系统(24)中的电流，以最小化所述油井(W)的排空时间。
7.根据权利要求1所述的方法，所述电枢(23)通过液体冷却。
8.根据权利要求7所述的方法，所述液体为齿轮箱(10)的润滑油，所述马达(M)通过所述齿轮箱(10)联接至所述驱动杆(T)。
9.根据权利要求8所述的方法，所述液体通过润滑油泵(51)来循环。
10.根据权利要求1所述的方法，所述电枢(23)通过风扇(60)冷却。
11.根据权利要求1所述的方法，所述绕线式励磁系统(24)和所述电枢(23)为静态的。
12.根据权利要求1所述的方法，在所述减速系统(20)与所述驱动杆(T)之间不包括任何止回机构。
13.根据权利要求1所述的方法，所述发电机(30)经由止回机构被旋转地驱动。
14.根据权利要求9所述的方法，所述润滑油泵(51)是确保所述齿轮箱(10)的润滑的泵。
15.根据权利要求10所述的方法，所述风扇(60)是确保所述马达(M)的冷却的风扇。
16.一种用于在油井(W)的浸没的泵(P)的驱动故障的情况下使所述油井(W)的所述浸没的泵(P)的驱动杆(T)减速的系统(20)，包括涡电流减速器(25)，所述减速器(25)包括电枢(23)和由发电机(30)供电的绕线式励磁系统(24)，所述绕线式励磁系统(24)和所述电枢(23)之间包括移动的且通过所述驱动杆(T)被旋转地驱动的两个转子(40a，40b)，所述两个转子通过爪(42)彼此嵌套，所述绕线式励磁系统(24)和所述电枢(23)中的至少一者为静态的。
17.根据权利要求16所述的系统，包括在所述减速器(25)的输入端处将所述驱动杆(T)的旋转速度提高1至10倍的增速齿轮。
18.根据权利要求16所述的系统，所述发电机(30)为带有永磁体的发电机。
19.根据权利要求16所述的系统，包括电子电路(35)，所述电子电路用于调节所述绕线式励磁系统(24)中的电流，以便控制施加的制动转矩并避免超过限制温度(Tmax)。
20.根据权利要求16所述的系统，包括用于所述减速器(25)的所述电枢(23)的液体冷却剂(50)。
21.根据权利要求20所述的系统，所述液体冷却剂(50)为齿轮箱(10)的润滑油，马达(M)通过所述齿轮箱(10)联接至所述泵(P)的所述驱动杆(T)。
22.根据权利要求21所述的系统，包括用于循环所述液体冷却剂(50)的泵(51)。
23.根据权利要求16所述的系统，包括用于冷却所述电枢(23)的风扇(60)，所述风扇(60)还确保了马达(M)的冷却。
24.根据权利要求16所述的系统，所述绕线式励磁系统(24)和所述电枢(23)为固定的。
25.根据权利要求16所述的系统，所述系统在所述减速器(25)与所述驱动杆(T)之间不包括任何止回机构。
26.根据权利要求16所述的系统，包括用于旋转地驱动所述发电机(30)的止回机构。
27.根据权利要求22所述的系统，所述泵(51)是还确保了所述齿轮箱(10)的润滑的泵。
28.一种用于实施根据权利要求1至15中任一项所述的方法的装置，包括：
-浸没的泵(P)，
-经由所述驱动杆(T)和齿轮箱(10)可旋转地驱动所述泵(P)的马达(M)，
-根据权利要求16至27中任一项所述的用于使所述驱动杆(T)减速的系统。
29.根据权利要求28所述的装置，所述浸没的泵(P)是螺杆抽油泵。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1260302 | 2012-10-29 | ||
| FR1260302A FR2997441B1 (fr) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | Procede de vidage d'un puits de petrole et systeme pour sa mise en oeuvre. |
| PCT/IB2013/059724 WO2014068471A1 (fr) | 2012-10-29 | 2013-10-28 | Procede de vidage d'un puits de petrole et systeme pour sa mise en œuvre |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105121776A CN105121776A (zh) | 2015-12-02 |
| CN105121776B true CN105121776B (zh) | 2018-04-13 |
Family
ID=47666279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201380068887.1A Expired - Fee Related CN105121776B (zh) | 2012-10-29 | 2013-10-28 | 用于排空油井的方法以及用于实施所述方法的系统 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105121776B (zh) |
| CA (1) | CA2889929A1 (zh) |
| FR (1) | FR2997441B1 (zh) |
| WO (1) | WO2014068471A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3089489B1 (fr) * | 2018-12-11 | 2020-11-06 | Gaztransport Et Technigaz | Tour de chargement et/ou de déchargement d’une cuve d’un navire et cuve comportant une telle tour. |
| CN113915324B (zh) * | 2021-11-01 | 2023-08-29 | 阿尔帕动力科技江苏有限公司 | 一种行星齿轮减速器的散热结构 |
| CN115459525B (zh) * | 2022-09-22 | 2024-10-15 | 哈尔滨工程大学 | 一种易于装卸的永磁同步电动机液体散热器 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19748907C1 (de) * | 1997-11-05 | 1999-05-12 | Netzsch Mohnopumpen Gmbh | Antriebskopf für ein drehantreibbares Gestänge, insbesonders zum Antreiben einer Bohrlochpumpe |
| US6079489A (en) * | 1998-05-12 | 2000-06-27 | Weatherford Holding U.S., Inc. | Centrifugal backspin retarder and drivehead for use therewith |
| CN2752485Y (zh) * | 2004-08-25 | 2006-01-18 | 大庆油田有限责任公司 | 螺杆泵井下防反转装置 |
| CN2832583Y (zh) * | 2005-09-12 | 2006-11-01 | 江苏超力电器有限公司 | 自励式电涡流缓速器 |
| CN201025257Y (zh) * | 2007-02-01 | 2008-02-20 | 沈阳赛沃科技发展有限公司 | 全自动液压防反转装置 |
| CN101635501A (zh) * | 2008-07-23 | 2010-01-27 | 北京齿轮总厂 | 变速箱前置式液冷永磁缓速器 |
| CN202065174U (zh) * | 2011-05-25 | 2011-12-07 | 哈尔滨晟普科技有限公司 | 螺杆泵直驱伺服拖动系统 |
| CN102594090A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-07-18 | 北京工业大学 | 一种凸极构造的液冷自励式电涡流缓速器 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5749416A (en) | 1995-04-10 | 1998-05-12 | Mono Pumps Limited | Downhole pump drive head assembly |
| US6076489A (en) | 1996-04-23 | 2000-06-20 | Volkswagen Ag | V-type internal combustion engine arrangement |
| CA2187578C (en) | 1996-10-10 | 2003-02-04 | Vern Arthur Hult | Pump drive head |
| DE19849756C2 (de) | 1998-10-28 | 2002-05-29 | Netzsch Mohnopumpen Gmbh | Antriebskopf für ein drehantreibbares Gestänge, insbes. zum Antreiben einer Bohrlochpumpe |
| US7044215B2 (en) | 2004-05-28 | 2006-05-16 | New Horizon Exploration, Inc. | Apparatus and method for driving submerged pumps |
| US7330779B2 (en) * | 2004-06-18 | 2008-02-12 | Unico, Inc. | Method and system for improving pump efficiency and productivity under power disturbance conditions |
| FR2891960B1 (fr) | 2005-10-12 | 2008-07-04 | Leroy Somer Moteurs | Systeme electromecanique d'entrainement, notamment pour pompe a cavite progressive pour puits de petrole. |
-
2012
- 2012-10-29 FR FR1260302A patent/FR2997441B1/fr active Active
-
2013
- 2013-10-28 WO PCT/IB2013/059724 patent/WO2014068471A1/fr active Application Filing
- 2013-10-28 CN CN201380068887.1A patent/CN105121776B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-10-28 CA CA2889929A patent/CA2889929A1/fr not_active Abandoned
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19748907C1 (de) * | 1997-11-05 | 1999-05-12 | Netzsch Mohnopumpen Gmbh | Antriebskopf für ein drehantreibbares Gestänge, insbesonders zum Antreiben einer Bohrlochpumpe |
| US6079489A (en) * | 1998-05-12 | 2000-06-27 | Weatherford Holding U.S., Inc. | Centrifugal backspin retarder and drivehead for use therewith |
| CN2752485Y (zh) * | 2004-08-25 | 2006-01-18 | 大庆油田有限责任公司 | 螺杆泵井下防反转装置 |
| CN2832583Y (zh) * | 2005-09-12 | 2006-11-01 | 江苏超力电器有限公司 | 自励式电涡流缓速器 |
| CN201025257Y (zh) * | 2007-02-01 | 2008-02-20 | 沈阳赛沃科技发展有限公司 | 全自动液压防反转装置 |
| CN101635501A (zh) * | 2008-07-23 | 2010-01-27 | 北京齿轮总厂 | 变速箱前置式液冷永磁缓速器 |
| CN202065174U (zh) * | 2011-05-25 | 2011-12-07 | 哈尔滨晟普科技有限公司 | 螺杆泵直驱伺服拖动系统 |
| CN102594090A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-07-18 | 北京工业大学 | 一种凸极构造的液冷自励式电涡流缓速器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2014068471A1 (fr) | 2014-05-08 |
| FR2997441A1 (fr) | 2014-05-02 |
| CN105121776A (zh) | 2015-12-02 |
| FR2997441B1 (fr) | 2015-03-20 |
| CA2889929A1 (fr) | 2014-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105531480B (zh) | 用于电动泵的无转换器操作的系统和方法 | |
| CN104884791B (zh) | 风轮机偏航控制系统 | |
| CN105121776B (zh) | 用于排空油井的方法以及用于实施所述方法的系统 | |
| US20150097450A1 (en) | System and method for cooling an electric motor | |
| JP6378708B2 (ja) | 回転電機の制御システム | |
| EP2605379A1 (en) | System and Method for Cooling Dynamoelectric Machine | |
| CN103967871A (zh) | 用于控制用来为流体泵供能的电动马达的方法和设备 | |
| CN101554980A (zh) | 绞车 | |
| CN106104091B (zh) | 电动油泵的控制装置以及控制方法 | |
| US8432075B2 (en) | Electric machine having an integrated coolant level sensor | |
| CN104871424A (zh) | 基于传感器速度检测和非传感器速度检测的组合来驱动旋转装置 | |
| WO2012114419A1 (ja) | モータ | |
| WO2020213508A1 (ja) | 駆動装置、および車両駆動システム | |
| JP2017525614A (ja) | 掘削船における掘削設備の補助機器の制御とモニタリング装置及び方法 | |
| JP2011148378A (ja) | インホイールモータ冷却装置 | |
| CN108808983B (zh) | 一种电机散热机构及散热方法 | |
| KR101033844B1 (ko) | 마그네틱 브레이크 장치 | |
| KR20130002026A (ko) | 마그네틱 베어링 보호 장치 및 상기 마그네틱 베어링 보호 장치를 구비한 모터 장치. | |
| JP2011180141A (ja) | 電気機械式装置および電気機械式装置の被駆動構成要素にかかる負荷を求める方法 | |
| CN104421215A (zh) | 转速可变的流体冷却过滤装置 | |
| CN104734459B (zh) | 磁涡流节能调速器 | |
| CN208209740U (zh) | 一种电动机轴承的保护系统 | |
| JP6223915B2 (ja) | 圧縮機及びその駆動装置 | |
| CN203554199U (zh) | 一种ecm电机结构 | |
| CN102493944A (zh) | 开关磁阻电机地面直驱螺杆泵采油装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180413 Termination date: 20191028 |