直驱式螺杆抽油泵用电机的设计与制造

2017-03-04王海飞杨威中国石油长庆油田分公司第三采油厂宁夏银川750005西安山川石油科技有限责任公司陕西西安700

化工管理 2017年28期

王海飞杨威(.中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750005；.西安山川石油科技有限责任公司，陕西西安 700)

直驱式螺杆抽油泵用电机的设计与制造

王海飞1杨威2(1.中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750005；2.西安山川石油科技有限责任公司，陕西西安 710021)

本文首先对油田直驱式螺杆抽油泵的基本内容进行概述，从电机级数以及功率设定、定转子冲片以及材质的设定、定子绕组设定等多个方面，对油田直驱式螺杆抽油泵用隔爆型三相永磁电机的设计进行解析，并以此为依据，提出油田直驱式螺杆抽油泵用隔爆型三相永磁电机的设计。

油田；直驱式；螺杆抽油泵；永磁电机；设计与制造

油田主要采用的采油举升方式以抽油机为主，这是因为其应用时间比较长，但是一次性投放成本比较高，并且能源消耗比较大，维护工作量也相对较高。为了减少成本投放，提升工作效率，从二十世纪八十年代开始，油田行业广泛应用常规螺杆泵，随着时代的发展，其应用技术也得到了完善和推广。和游梁式抽油机井进行比较，节能消耗更为明显，但是其框架比较繁琐，需要借助电机以及减速设施等，才能引导井下转子运作，因此工作效率整体不高。近几年来，随之出现了一种新型螺杆泵，也就是直驱式螺杆抽油泵，其不仅消耗能源少，并且操作比较便利，因此得到了油田企业的全面应用。下面，本文将进一步对油田直驱式螺杆抽油泵用隔爆型三相永磁电机的设计与制造进行阐述和分析。

1 油田直驱式螺杆抽油泵的基本概述

油田直驱式螺杆抽油泵作为一项在原始机械式螺杆泵的条件下形成的产物，运用立式空心轴电机来实现对光杆的引导，从而实现抽油效果的螺杆抽油泵。这种抽油泵的工作原理在于避免应用由电磁操控以及机械自动刹车设施，安全方面得到了明显的提升，设备对称建立在井口之上，可以有效降低井口振动，提升整个设施的平稳性。油田直驱式螺杆抽油泵可以将地面驱动设施中机械减速设备以及皮带进行撤离，有效减少传动装置，防止出现地面事故。

2 油田直驱式螺杆抽油泵用隔爆型三相永磁电机的设计

(1)电机级数以及功率设定结合电机转速设定在300 r/min，则额定扭矩设定为1800N.m，其公式为：

n=60×f/p

式中：f为是额定频率；p为是极对数； n为是转速。

T=9550×P/n

式中：T为转矩； p为是功率；n为是转速。

在明确电机极对数为12之后，通过公式可以得知，其功率为45kW。

(2)定转子冲片以及材质的设定根据电机定转子冲模真实状况以及审批标准，对定子冲片的直径以及尺寸进行明确，通常情况下，定子冲片外圆直径为5.2厘米，内圆直径为3.9厘米。

(3)定转子槽数设定一般状况下，定子槽数为72，需要保证三相异步启动永磁同步电动机中，定子磁路之间保持对成，并且转子槽数应该是级数倍数。如果永磁体槽数为20，阻尼槽数量为20，共有槽数量为40。并且阻尼槽中设有20个对转子进行固定的钢制螺杆，并且钢制螺杆具备感应电流功能，可以将转矩进行转动，无需应用铸铝笼条。

(3)定子绕组设定针对双层绕组框架来说，其具备的容量相对较大，并且含有的优势诸多，例如，可以将磁场波形进行优化，消减谐波，同时还能实现端部合理排列，可以将端部漏磁给电动性能方面带来的影响进行优化。该电机级数为20，定子冲片数量为70[1]。所以，选择60度的相带，并且节距设定为2左右，包含在整距范畴中，绕组节距数值是1。

3 油田直驱式螺杆抽油泵用隔爆型三相永磁电机制作措施

(1)定子斜槽方面电机运用定子斜槽，在进行压装检测的过程中，应该保证斜槽度迎合设计需求，并且在建立绕线模的过程中，需要对斜槽影响进行思考，防止在开展嵌线工作时，两侧长度比较短，导致槽口击穿。

(2)转子冲片方面在进行转子冲片叠压的过程中，主要采用工装方式来落实，但是在此环节中，需要确保安置永磁片的过程中，槽内保持整洁，没有出现错位现象。所以，在建立冲片模时，需要对怎样确保叠片后永磁体槽内部整洁进行全面思考。该电动机转子槽和永磁体之间设定标准是0.05厘米，叠压标准是0.97。

(3)永磁体安置方面在开展永磁体安置工作时，应该做到谨慎仔细，防止永磁体两极安置失误现象，在没有特殊环境的作用下，应该采用人工记录方式，并且做好转子槽内检测工作，如果其中有一台钻子出现失误，就会进行重新返工，此时消耗的材料以及时间将比较高。在完成安置工作之后，需要对永磁体两极进行检测，佩戴手套，手拿永磁体对准转子表面的槽口位置，秉持“同性相吸”的原则，沿着槽口方向转动，如果吸力比较小，则说明安置位置出现失误，做好标记工作，进行全面分析[2]。