潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)
潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)
一、系統(tǒng)構(gòu)成
潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)主要包括:潛油永磁同步電機(jī)、電機(jī)保護(hù)器、螺桿泵、控制柜、電纜等幾部分。與傳統(tǒng)的 “三相異步潛油電機(jī)+電機(jī)保護(hù)器+行星齒輪減速器+減速器保護(hù)器+螺桿泵”的采油方式相比,具有兩大特色與創(chuàng)新點(diǎn):
(1)采用高效率、高功率密度的潛油永磁同步電機(jī)代替三相異步潛油電機(jī),提高了系統(tǒng)效率。與三相異步潛油電機(jī)相比,潛油永磁同步電機(jī)采用永磁體勵(lì)磁代替電勵(lì)磁,在效率、功率密度、功率因數(shù)等方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。
(2)省掉了行星齒輪減速器及其保護(hù)器,有效縮短了傳動(dòng)鏈長(zhǎng)度,減少了故障點(diǎn),進(jìn)一步提高效率。
二、系統(tǒng)應(yīng)用
(1)適合高粘稠、高含砂蠟油井開采
隨著油田不斷開發(fā),高粘稠、高含砂蠟油井逐漸增多,桿式柱塞泵以及電潛離心泵采油方式難以滿足要求,潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)是此類油井采油的有效手段。
(2)適合大斜度井、水平井開采
新油田的不斷發(fā)現(xiàn)以及海上油田的開發(fā),大斜度井、水平井日益增加,潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)機(jī)組長(zhǎng)度相對(duì)較短,更易通過中、短曲率半徑水平井的造斜段,不會(huì)發(fā)生較大彎曲變形,避免造成機(jī)組損傷。
三、市場(chǎng)前景
潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)面向油田采油領(lǐng)域,可適用于陸地和海上油田,在大斜度井、水平井及稠油井等復(fù)雜井況條件下,應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。海上油田受平臺(tái)空間限制,目前均采用電潛泵采油而非地面抽油機(jī),該系統(tǒng)適合如渤海北部、南海部分區(qū)域出現(xiàn)稠油井的區(qū)塊,可以替換現(xiàn)有的帶行星齒輪減速器的潛油電泵裝置,也可以直接應(yīng)用于新井采油。陸上油田目標(biāo)國(guó)內(nèi)為長(zhǎng)慶油田、勝利油田、遼河油田、塔里木油田等以稠油井為主的油田,國(guó)外為沙特阿拉伯、哈薩克斯坦、塔薩克斯坦、阿曼等中東地區(qū)油田,應(yīng)用情景分為三種:一是替代游梁式抽油機(jī)井;二是替代帶行星齒輪減速器的電潛螺桿泵井;三是新開發(fā)井。
該項(xiàng)目完成產(chǎn)業(yè)化后,將具備年產(chǎn)300臺(tái)(套)生產(chǎn)及系統(tǒng)集成配套能力,預(yù)計(jì)項(xiàng)目實(shí)施期間累計(jì)實(shí)現(xiàn)銷售收入10000萬元,新增利潤(rùn)1500萬元,新增稅收500萬元。
前期已與哈薩克斯坦、沙特阿拉伯、塔薩克斯坦、阿曼等國(guó)家的油田企業(yè)進(jìn)行了良好地溝通,他們對(duì)潛油永磁同步電機(jī)直驅(qū)螺桿泵系統(tǒng)具有極大的興趣,迫切希望在油田推廣應(yīng)用,出口前景廣闊。2019年5月該技術(shù)以樣機(jī)模型的方式參加美國(guó)OTC石油展,引起了眾多國(guó)外客戶的興趣,洽談合作意向。
四、項(xiàng)目意義
目前項(xiàng)目整體處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平;正在進(jìn)行潛油永磁同步電機(jī)電磁熱耦合及振動(dòng)、系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及智能調(diào)控方面的研究,使系統(tǒng)功能更趨完善,更好地服務(wù)油田開發(fā)。該項(xiàng)目的成功實(shí)施能夠有效應(yīng)對(duì)我國(guó)斜井、水平井以及高粘稠井逐漸增多的現(xiàn)狀,對(duì)油田穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)以及“綠色油田”、“數(shù)字油田”的建設(shè)具有重要意義。在關(guān)鍵核心技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),打破了國(guó)外Borets、Novomet等公司的技術(shù)壟斷,使我國(guó)潛油永磁直驅(qū)及智能控制技術(shù)走在世界前列,通過制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范行業(yè)生產(chǎn)活動(dòng),促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量提升,引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展,輻射和帶動(dòng)上下游企業(yè)發(fā)展,拉動(dòng)配套企業(yè)發(fā)展,鞏固省內(nèi)采油裝備產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢(shì),推動(dòng)國(guó)內(nèi)采油裝備產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
中國(guó)石油大學(xué)(華東)
2021-05-11