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双分数槽集中绕组低速潜油电机的设计分析作者：孟大伟刘智慧徐永明肖士勇
来源：《电机与控制学报》2014年第01期
摘要：针对传统潜油电机需要配备减速器才能驱动潜油螺杆泵的不足，提出了一种驱动潜油螺杆泵的双分数槽集中绕组低速潜油电机，电机定子采用空间相距特定角度的两套分数槽集中绕组。
根据特殊的绕组结构，对电机在不同时刻的磁势进行分析，表明电机能够产生恒定的电磁转矩。
利用有限元法对电机进行二维瞬态场分析，得到了电机在空载和额定负载条件下的磁场分布及相关特性，结果验证了电机在电磁设计上的合理性。
所设计电机可实现在不增大电机定子外径的情况下增加电机的极数，降低同步转速，有望实现潜油电机直驱潜油螺杆泵，从而有效降低整个采油系统的成本，抽油质量大为提升，对整个系统的节能具有重要意义。
关键词：低速潜油电机；双分数槽集中绕组；谐波分析；电机设计；有限元仿真
中图分类号：TM 343.3 文献标志码：A 文章编号：1007-449X（2014）01-0044-06。
潜油电泵选井原则及选泵设计方法标准在石油行业中，潜油电泵是一种常用的采油设备，它通过将电动机和泵体一体化设计，安装在井下，用于将含油液体抽到地面。
在进行潜油电泵选井和选泵设计时，需要考虑多种因素，以确保设备的高效运行和持续产出。
本文将从深度和广度两个方面，探讨潜油电泵选井原则及选泵设计方法标准。
一、潜油电泵选井原则1. 综合考虑地质条件在进行潜油电泵选井时，首先需要综合考虑地质条件。
包括井底油层的产能和产液能力、地层孔隙度和渗透率、地层压力和温度等因素，以充分了解井下情况。
2. 确定井筒尺寸根据地质条件和采油技术要求，确定井筒尺寸，包括井深、井径和井壁稳定性等，以满足潜油电泵安装和运行的需求。
3. 考虑井口条件考虑井口条件，包括地面评台条件、电力供应条件和设备安装空间等，以确保潜油电泵在地面和井下能够正常运行和维护。
4. 安全考虑在选井过程中，必须充分考虑安全因素，包括避免井下事故和环保要求，确保选井和生产过程安全可靠。
二、选泵设计方法标准1. 确定抽油量和井下压力根据油藏地质条件和生产目标，确定潜油电泵的抽油量和井下压力要求，以选择合适的泵型和参数。
2. 选择合适的泵型和材料根据抽油量、液体性质和工作环境，选择合适的泵型和泵体材料，以确保潜油电泵在不同工况下能够稳定运行。
3. 确定电机功率和控制方式根据抽油深度、油液性质和电力条件，确定潜油电泵的电机功率和控制方式，以保证设备的可靠性和经济性。
4. 考虑设备可维护性在选泵设计过程中，需要考虑设备的可维护性和易损件的更换周期，以降低设备使用成本和减少停产时间。
总结回顾潜油电泵选井和选泵设计是一个复杂而又重要的工作，需要充分考虑地质条件、生产目标、安全因素和设备特性等多方面因素。
只有在综合考虑的基础上，选择合适的潜油电泵和设计方案，才能保证设备的高效运行和长期产出。
个人观点和理解在进行潜油电泵选井和选泵设计时，需要注重细节和全面性，不能片面追求技术指标而忽略地质和安全因素。
低速直驱永磁潜油电动机分析与设计摘要：近年来，随着油田生产技术的发展和开发难度的加大，潜油电机作为油田主要的驱动设备，在油田的开采过程中发挥着越来越重要的作用。
低速直驱永磁潜油电动机是潜油电机中的一种，它具有高转矩、低转速、体积小、重量轻、效率高等特点，广泛应用于石油开采设备上。
目前低速直驱永磁潜油电机的设计研究较少，因此针对低速直驱永磁潜油电动机进行了分析与设计，并利用 ANSYS软件对电动机进行了有限元分析。
通过有限元仿真验证了该电动机的设计是合理的，能够满足油田对电机的要求。
关键词：低速直驱；永磁潜油电动机；设计分析引言：低速直驱永磁潜油电动机主要由定子、转子、转轴以及减速器组成。
这一类电机的转子是在转子铁芯上绕制一个定子线圈，转子铁芯上绕一个永磁体，转子铁芯与转轴固定。
根据直驱电机的结构特点，在电机的定子槽口和转子槽口之间布置了一些导磁体，通过改变磁路结构，使每极磁路磁阻最小，从而实现了较高的功率密度。
根据要求，低速直驱永磁潜油电动机的额定功率为20 kW。
在满足了高功率密度要求之后，电机的设计指标为：额定电压380V；额定电流60A；额定转速0~3000r/min；额定转矩0.40 Nm；额定功率为20 kW的电动机。
本文使用有限元软件 ANSYS对低速直驱永磁潜油电动机进行了仿真分析。
1.电动机结构和工作原理低速直驱永磁潜油电动机主要由定子、转子永磁体、转子槽、定子外圆等部件组成。
该电动机采用内置式安装，将转子外圆固定在内腔上。
转子磁路采用传统的磁滞回线，转子内外圆之间为气隙，定子由多个扇形磁极组成。
电机的气隙大小为0.2 mm，空载感应电动势为0V，负载感应电动势为100V，额定功率为15 kW。
电机的机械结构简单、安装方便，可在井下通过采油工艺直接进行一系列开采工作，对潜油系统的维护简单，可减少电机本身对井口设备的依赖。
该电机主要应用于常规驱动方式难以实现的井下工况。
其中，定子由一块较大的永磁体铁心和一块较小的硅钢片组成；转子由铁心、定转子相绕组、端环和端盖组成。
潜油螺杆泵采油系统设计与应用技术的探讨潜油螺杆泵采油系统是目前比较成熟的一种新兴采油方式，它采取的是电机和泵组一体化设计，将泵头直接放入井中进行采油，从而实现整个采油过程的自动化和高效化。
本文将从系统设计、操作技术及应用效果三个方面探讨潜油螺杆泵采油系统的特点和应用价值。
一、系统设计潜油螺杆泵采油系统的设计主要包括电机、泵组、悬挂装置、输油管道和控制系统等五个部分。
其中，电机为系统提供能量支持，泵组通过螺杆转动将油水混合物抽出井下并输送到地面，悬挂装置用于固定泵组和输油管道，输油管道起到输送油水混合物的作用，控制系统则负责对整个采油过程进行监控和调控。
在具体的设计中，需要根据实际情况确定电机的功率和转速，泵组的参数，以及输油管道的直径和长度。
同时，还需要考虑到采油现场的特殊环境，如油田温度、压力等因素。
这些因素都会影响系统的性能和使用寿命，因此在设计之前需要进行详细的分析和计算。
二、操作技术潜油螺杆泵采油系统的操作技术主要包括井下安装、运行维护等方面。
具体来说，潜油泵必须依靠悬挂装置固定在井下，通过输油管道将油水混合物输送到地面，而井下的运行维护则需要特殊的技术和设备来保障。
首先，在井下进行装拆时应特别注意装置的安全性。
悬挂式安装、二级揭卸安装和鱼钩救援等多种方式都可以使用，但要注意在操作过程中不要损坏悬挂装置，以及控制好泵组的运行速度和压力，避免影响系统的正常运行。
其次，在运行和维护方面，需要特别关注油水混合物的比例和输油管道的磨损情况。
通过调整泵组的转速和压力，可以保证油水混合物的比例在一定范围内控制，并且定期检查输油管道的状况，及时清理防止堵塞。
三、应用效果潜油螺杆泵采油系统在油田采油中具有很多优势，比如采油效率高、操作简便、自动化程度高等。
这些优势使之广泛应用于国内外各大油田，取得了显著的经济效益和社会效果。
在采油效率方面，潜油螺杆泵采油系统通过优化泵组结构和控制系统，提高了油水混合物的抽出效率和输送速度，从而大大缩短了采油周期和降低了采油成本。
潜油电机转子三维稳态温度场的分析与计算的开题报告一、问题背景及意义潜油电机有广泛的应用领域，如油田开采、深海勘探等。
潜油电机转子在工作中由于外部环境的影响以及内部电流的热效应等因素，会产生大量热量，从而导致温度过高，严重时会影响潜油电机的工作效率和寿命，甚至导致故障、损坏和事故。
因此，对潜油电机转子的温度场进行分析与计算，对潜油电机的设计、优化和安全运行具有重要意义。
二、研究内容本项目旨在对潜油电机转子的稳态温度场进行分析与计算，具体包括以下内容：1. 对潜油电机转子的结构和工作原理进行研究，并确定计算模型和方法。
2. 运用数值模拟方法，建立潜油电机转子的三维稳态温度场模型，考虑外部环境、转子材料、内部电流等影响因素，并采用合适的网格剖分和求解算法对温度场进行计算。
3. 分析温度场分布情况，确定潜油电机转子的局部热点和温度梯度，研究其对潜油电机的影响。
4. 对模型进行验证和优化，确定保证潜油电机转子安全稳定运行的温度范围和参数。
三、研究方法本项目采用数值模拟方法，建立基于计算流体动力学（CFD）和热传导理论的潜油电机转子三维稳态温度场模型，并运用商用数值分析软件ANSYS进行计算和分析。
具体研究流程如下：1. 获取潜油电机转子的结构参数和工作参数，确定计算模型和方法。
2. 建立转子的三维几何模型，采用合适的网格剖分方法和求解算法，对转子进行数值模拟，并考虑外部环境和内部电流等影响因素，预测转子的稳态温度场分布。
3. 对温度场分布进行分析和优化，确定转子的局部热点和温度梯度，研究其对潜油电机性能和安全的影响。
4. 对模型进行验证和修正，确定保证潜油电机转子安全稳定运行的温度范围和参数。
四、预期结果通过上述研究方法，本项目预期得到以下结果：1. 建立基于CFD和热传导理论的潜油电机转子三维稳态温度场模型，为潜油电机的设计和优化提供理论支持。
2. 分析温度场分布情况，确定潜油电机转子的局部热点和温度梯度，为潜油电机的安全运行提供依据。
低速永磁潜油电机设计的研究论文•相关推荐低速永磁潜油电机设计的研究论文1.1 背景和意义我国石油储备量比较丰富,但因开采困难,大量石油资源无法立即得到充分利用。
在我国所需石油中,仅有40%来自我国石油开采,60%依赖进口[1]。
稠油难以开采,在世界油气资源中,稠油占有较大比例。
我国稠油储备量丰富,分布广泛,其中以胜利、新疆、辽河与河南四大稠油开采地为主[2]。
例如胜利油区的王庄油田和单家寺油田,其超稠油储量约为1.1×108t。
埋藏深,黏度高,储集层薄,常规的稠油开采方式例如露天开采、出砂冷采、蒸汽驱、蒸汽吞吐等无法使用。
先进的SAGD(蒸汽辅助重力泄油)技术也不具备开采此类油藏的能力[3]。
而且经过注蒸汽或注水开发的稠油油藏,会面临高含水,低油气比,出砂严重等问题[4]。
螺杆泵适用于稠油开采,并且在稠油热采后期也可应用。
螺杆泵采油成本低,易于管理,现在得到了国内外众多稠油油田的推广应用。
不仅如此,螺杆泵采油还适用于高含气量、高含砂量原油油井及斜井、水平井的开采和海上采油。
我国的螺杆泵采油技术还处于初级阶段,开展螺杆泵采油技术的研究,对于转变稠油开采方式,降低开采成本,提高我国石油经济效益,具有重要意义。
由抽油杆驱动井下螺杆泵的运行方式存在诸多不稳定性,例如抽油杆接箍易松脱和螺纹损坏,在定向井与水平井中存在抽油杆与油管偏摩问题等。
潜油电机加减速器驱动螺杆泵的运行方式不存在上述杆式抽油系统的弊病,可获得较高的油井产量与泵效[5]。
但减速器的存在增大了井下系统的复杂性,降低了螺杆泵采油系统的效率,也缩短了泵检周期。
所以,研制低速高效的直驱永磁潜油电机是很有意义的。
..........1.2 低速永磁潜油电机发展现状永磁潜油电机较异步潜油电机具有诸多优势,永磁潜油电机具有较宽的调速范围,较高的功率因数,较高的效率,尤其在低速运行区域,永磁潜油电机的效率远远高于异步潜油电机。
同时永磁电机功率密度较高,对于相同系列的潜油电机(电机外径相同),永磁电机的轴向长度较异步电机轴向长度减小40%左右,并且易于控制。
