潛油電機潛油電機的工作原理

潛油電機屬三相交流鼠籠異步電機，其工作原理為:當定子三相繞組接通三相交流電源時，在電機定子內(nèi)部產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)速為60f/P的旋轉(zhuǎn)磁場，其轉(zhuǎn)向取決于電流相序。由于此旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在閉合的轉(zhuǎn)子回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流；又由于電動機法則此感應(yīng)電流在旋轉(zhuǎn)磁場中又將受到力的作用，從而產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場的方向帶動負載做異步轉(zhuǎn)動。

由于油井井徑較小，電機定子的外徑受到限制，過去只能靠增加長度來增加電機的容量，受電源率的限制，為了提高轉(zhuǎn)速，只能用2極電機，可依靠變頻電源升頻以提高轉(zhuǎn)速和縮短長度。潛油電機內(nèi)腔充油密封，由定子、轉(zhuǎn)子、基本支撐件、引出線裝置和循環(huán)過濾器組成。其主要特點是電機細長，定、轉(zhuǎn)子鐵芯分為若干段，定子各段間用黃銅片隔開以支撐軸承，每段轉(zhuǎn)子鐵芯具有獨立的籠型繞組，各段轉(zhuǎn)子間裝有中間滑動軸承，其青銅軸套固定在軸上，鋼軸瓦固定在定子黃銅片的內(nèi)圓上，支座推力滑動軸承，滑動軸承和黃銅片等組成基本支撐件，循環(huán)過濾器由泵葉輪、過濾簡、過濾網(wǎng)及水久磁鐵組成，起過志和循環(huán)油液的作用 。

早的潛油電泵用于抽地層中和礦井里的水，由前蘇聯(lián)艾魯托諾夫(A. S Arut unoff)發(fā)明，1923年美國第1臺潛油電泵在洛杉礬問世，1926年美國開始在魯賽爾(Russell) 油田采用電泵抽油，美國潛油電泵的研究、制造和使用歷史較長，無論是在制造工藝，還是在應(yīng)用技術(shù)方面都居世界領(lǐng)先地位。據(jù)1984年資料統(tǒng)計，美國潛油電泵井達到13 000口，檢泵周期達到400～800 d，規(guī)模較大的公司主要有Reda、Centrilift 、ODI 等。目前世界上應(yīng)用潛油電泵最多的是前蘇聯(lián)，潛油電泵井近 40 000 口，產(chǎn)量占其原油總產(chǎn)量的 50 %，平均檢泵周期大于 500 d，A1metycvsk電泵制造廠成為當時世界上最大的潛油電泵制造廠。

我國是從1964年開始進行潛油電泵的研制和抽油試驗，1981年在油田大規(guī)模使用潛油電泵，1996年潛油電泵井近3700口，其中大慶油田1700口、勝利油田1285口。近年來，潛油電泵在大慶、勝利、遼河、中原以及我國西部油田得到普遍應(yīng)用，數(shù)量規(guī)模較大。尤其是潛油電泵的制造、應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了天津潛油電泵公司、勝利油田無桿采油泵公司、沈陽電機廠、重慶虎溪電機廠、大慶油田電潛泵公司、大港油田中成機械制造公司等眾多潛油電泵及其相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造廠。

受泵的設(shè)計與制造、油井及使用管理制度等多方面因素的影響，與其他機械采油方法相比較，潛油電機驅(qū)動技術(shù)有其他機械采油方法無法比擬的優(yōu)點，同時也有一定的局限性和缺點。其主要用于油井大排量抽吸液體，一次性投資比較高，電泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，油井條件惡劣多變 ,致使電泵經(jīng)常發(fā)生故障 ,頻繁作業(yè)和維修的費用較高，因而提高電泵壽命，減少故障是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。泵的下井深度主要受其耐溫等級的限制，同時又受電機額定功率的制約，多級大排量高功率潛油電機比較昂貴。

1.腐蝕嚴重、含氣、含砂量大的油井對電機的工作性能和使用壽命影響較大。有統(tǒng)計資料表明，電機出現(xiàn)故障相當多的原因是由于井溫過高、腐蝕嚴重而造成電機擊穿，線圈燒毀。

2.配套電機功率的影響。潛油電機大部分為45、60、70、80、100 kW 系列，下泵節(jié)數(shù)2節(jié)、4節(jié)，揚程1 000～2 000 m。電機功率普遍偏大，噸液耗電量與電機的輸入功率越高，電機效率越低，耗電量越高。同時潛油電泵負載變化大，潛油螺桿泵存在3個方向的振動，由于三相異步電機功率因數(shù)普遍較低，調(diào)速不方便，上、下沖程不可調(diào)，因而效率較低 。

電磁線

電磁線的一種。用于制造潛油電機繞組。潛油電機多用于油礦采油，在高溫下工作。為了保持內(nèi)外壓力平衡，其內(nèi)部包括繞組都浸在高壓力的(例如10兆帕)含水油中。為避免接頭，繞組多用單根電磁線在電機槽中反復(fù)穿繞而成，因此要求其絕緣層具有良好的耐磨性。通常采用聚酰亞胺薄膜繞包線。

聚酰亞胺薄膜具有優(yōu)異的耐熱性、介電性能，耐油和耐水性能，例如在155℃下長期進行耐油－水試驗,其電性能及外觀均無明顯變化。由于薄膜本身不熔不溶,不能形成連續(xù)密封的絕緣，通常在其上表面或上下兩面涂上一層氟-46 塑料作為粘合劑，稱為HF薄膜。

潛油電線采用HF薄膜多層繞包，其層數(shù)視電壓及機械性能而定。例如電機額定電壓為1000伏時，采用三層薄膜半搭蓋繞包，然后進行高溫?zé)Y(jié)，使氟－46熔化而成連續(xù)密封的整體絕緣。

潛油渦輪泵機組是由分油器組裝、導(dǎo)連組件、潛油電泵三部分組成，分油器組裝安裝在地下貯油罐的頂端，渦輪潛泵潛沒在貯油罐燃油內(nèi)，中間用導(dǎo)連組件相連接。分油器組裝工作在1區(qū)爆炸性氣體環(huán)境，潛油電泵和導(dǎo)連組件工作在0區(qū)爆炸性氣體環(huán)境。分油器組裝的防爆形式采用隔爆型結(jié)構(gòu)，潛油電泵、導(dǎo)連組件采用隔爆型以及密封的防爆結(jié)構(gòu)。

1.潛油電泵

潛油電泵由異步電機和三級離心泵組成。工作最大流量260 L/min，最大揚程為30m/min。異步電動機的防爆結(jié)構(gòu)性能主要在定子結(jié)構(gòu)上。定子采用屏蔽密封防爆結(jié)構(gòu)，將屏蔽腔內(nèi)灌入絕緣封料。定子的接插件周邊部位采用雙重的橡膠密封。

2.分油器組裝

分油器組裝是供油、供電的重要部件。

(1)分油器組裝中的接線盒部件，是連接外部引入電源電纜與潛油電泵引接線的部件。

(2)分油器組裝中的多功能閥體腔體內(nèi)，是輸油系統(tǒng)重要的輸油控制樞紐。

(3)導(dǎo)連組件

導(dǎo)連組件起著連接潛油電泵與分油器組裝的作用。它根據(jù)儲油罐深淺，定制加工成各種長度。