螺杆泵潜油电机变频调速优化控制与实施

发布时间：2021-04-08 01:35

　　抽油机是应用最普遍的石油开采机械之一,也是油田耗电大户,其用电量约占油田总用电量的40%。抽油机可分为两类:一类是有杆采油设备,另一类是无杆采油设备。生产中常见的游梁式抽油机、皮带机和地面驱动螺杆泵等属于有杆采油设备;电动潜油离心泵,水力活塞泵等属于无杆采油设备。本文通过介绍、分析有杆采油系统和无杆采油系统的优缺点,提出现有的无杆潜油电泵采油系统所存在的问题,并针对这些问题做了优化。现有的无杆潜油电泵变频驱动时存在谐波,并且驱动电机位于地下深处,谐波经过长线电缆的放大作用,导致电机过电压并且发热,对井下设备有很大的不利影响:机械减速器由于本身的结构特点和使用材料强度不够的原因,其使用寿命也比较短。针对这些问题,文中主要做了以下工作:首先从分析长线三相潜油电缆本身的参数着手。通常情况下是采用将电缆视为电抗组件加到定子绕组电抗中的方法,但因为该方法并没有获取到井下电机的真实电压电流数据而无法实现矢量控制。本文基于三相电缆传输等效电路模型,分析了长线潜油电缆的构造特征和电磁机理,分析了长线电缆寄生的电感电容,并以此建立数学模型,导出了传输矩阵及任意长电缆出口端电量自适应逼近式采集算法,以接近... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１潜油螺杆泵采油系统结构图（井下部分）??３??

Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｇ?Ｃａｖｉｔｙ?Ｐｕｍｐｉｎｇ?Ｓｙｓｔｅｍ－ＥＳＰＣＰＳ）由井下部分、潜油电缆和地面??部分组成。井下部分自下而上分别是潜油电机（含潜油电机保护器）、减速器（含??止推轴承）、减速器保护器、挠性轴和螺杆泵五部分组成（如图１－１所示）；地面??部分主要足变频器及其控制单元。??图１－１所示潜油螺杆泵采油系统（井下部分）适用于五寸半套管油井，受油??井套管尺、ｊ？限制，减速器（含止推轴承）、减速器保护器、挠性轴和螺杆泵等部??件外部尺寸均小于１〇〇毫米，投影尺寸小于１１４毫米，保证整套装置能够顺利下??入井中。??潜油螺杆泵采油系统工作在井下，受地温及本身发热影响，一般要求工作耐??受温度１２０摄氏度；对于特殊要求情况，潜油螺杆泵釆油装置工作耐受温度１８０??摄氏度。??ｉ??ｉｊ＊?／＾；８０００ｆｍ?？ｆ：６５ｎｎ??恤ｍｉ??ｙＬ／?：糖“厍：麻??９８Ｋｉｍ＿??丄??ＹＱＹ１Ｑ７／３０ｋＷ?潜桃机??Ｔ?Ｍ：Ｓｍｎ??ｉ?／??Ｘ?ＩＴ??图１－１潜油螺杆泵采油系统结构图（井下部分）??３??

２．?２潜油螺杆泵减速器方案优化??通过解剖损坏的减速器发现，损坏的大都是低速输出级的行星轮和太阳轮，??故对减速器低速输出级改进：采用双级并联输出。如图２－２、２－３所示：??ａ行星轮?ｂ行星架??＾馨??Ｃ内运圈?ｄ上壳体??图２－２单级输出减速器??８??

【参考文献】：
期刊论文
[1]有源电力滤波器的双环模糊自适应PI控制[J]. 晏夏瑜,韦彬,李训聿,王一帆.  电力电子技术. 2017(07)
[2]基于定子电流矫正的异步电机间接定子磁场定向控制[J]. 邵佳俊,黄文新,杨驹丰,杨璐.  电工技术学报. 2016(23)
[3]基于双辨识参数全阶自适应观测器的感应电机低速性能[J]. 尹忠刚,张延庆,杜超,孙向东,钟彦儒.  电工技术学报. 2016(20)
[4]PMSG风力发电系统转速估计算法的研究[J]. 程辉,杨克立,王克军,李娜.  电力系统保护与控制. 2016(05)
[5]变频器的谐波危害及抑制方法[J]. 斯日古冷.  重工与起重技术. 2015(02)
[6]定子磁链电压模型的偏移计算和反馈补偿新方法[J]. 陈增禄,马鑫,姬弘扬,刘娟娟,汪冰.  中国电机工程学报. 2014(18)
[7]感应电机转矩跟踪无源控制及自适应观测器设计[J]. 刘艳红,霍海娟,楚冰,李超.  控制理论与应用. 2013(08)
[8]基于有效磁链概念的永磁同步电动机新型定子磁链滑模观测器[J]. 周扬忠,毛洁.  中国电机工程学报. 2013(12)
[9]潜油电机设计方法研究及验证[J]. 徐永明,孟大伟,沙亮.  电机与控制学报. 2012(07)
[10]并联型有源电力滤波器直流侧电压优化控制[J]. 谢斌,戴珂,张树全,康勇.  中国电机工程学报. 2011(09)



本文编号：3124590