潜油螺杆泵变频驱动装置的硬件开发

发布时间：2024-05-12 12:23

　　潜油螺杆泵采油技术是目前国际上四大人工举升技术之一,但潜油电机与潜油螺杆泵的转速、扭矩匹配问题,是潜油螺杆泵采油系统中的技术瓶颈。本文主要论述了,在潜油螺杆泵采油系统中应用变频驱动技术来解决这一问题的必要性和合理性,并详述了试验样机的硬件开发过程。 论文通过对现有潜油螺杆泵采油驱动方式进行研究,分析潜油螺杆泵、潜油电机特性及参数,以及变频条件下潜油螺杆泵和潜油电动机的负载特性,对现有变频驱动装置的比较和分类,提出潜油螺杆泵变频驱动装置的设计方案为:采用交-直-交电压型三相桥式电路拓扑结构。在论述试验样机系统硬件开发的过程中,综合考虑潜油螺杆泵的工作环境,变频控制的软件要求,性价比,现场安装及后期维护等因素,结合理论计算公式与经验公式,分主电路、控制电路、外围电路三个部分,对硬件电路设计及关键器件的选用给出了详细的阐述。对潜油螺杆泵变频驱动中应注意的几个问题进行了分析,并有针对性地提出了对策。 试验样机的带载试验表明,潜油螺杆泵变频驱动装置试验效果良好,性能达到了设计要求。

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1螺杆泵压头-流量的理论特性曲线和实际特性曲线

n单位时间的转数，用符号n来表示，单及效率:常指输入功率，即原动力机传到泵轴上示。螺杆泵的轴功率分为两部分，一部分面克服重力和井液在油管中推进时与管子与定子橡胶的摩擦所需的功率P2。泵之比，用η来表示，即:1PPη=-流量、轴功率、机械效率试验特性曲线

图3-2螺杆泵压头-流量，轴功率，机械效率试验特性曲线

泵运转时的工作点井下工作时，若工作点落在容积效率曲线的容积效率很低，甚至抽不出油，失去了螺杆面，若工作点落在容积效率曲线的左侧区域100%，但由于润滑不充分，机械效率很低，，使泵易于过早失效。因此选择螺杆泵转速容积效率曲线的左右两侧[15][16]。在容积效率率开始下降，泵开始被....

图3-4不同转速下的螺杆泵压头H-流量Q特性曲线，n1>n2

以适应泵的负载特性。随着转速的降低，排量也降低了，同时泵的扬程也大幅度降低见图3-4。这样，在潜油电泵机组配套中，保证管道出口压力的基础上，根据实际井况调整排量，使潜油泵始终工作在高效区内，就取得了大幅度节能的作用[22]。20

图3-5异步电动机的正弦稳态等值电路

图3-4不同转速下的螺杆泵压头H-流量Q特性曲线，n1>n2条件下潜油电机的负载特性动机在正弦电源下的稳态等值电路，见图3-5。在这个与频率有关[22]。

本文编号：3971323