潛油電泵系統(tǒng)的結構及工作原理

　潛油電泵系統(tǒng)由七大部分組成：潛油電機、保護器、油氣分離器、潛油電泵、動力電纜、控制柜和接線盒。與其配套使用的還有小扁電纜護罩、電纜卡子、單流閥、泄油閥等。下面為每個部分的作用簡介：

　a. 潛油電機組中使用的電機為三相鼠籠式異步電機，潛油電機工作電壓一般為400-2600V，電流一般為30-120A。電機功率與電機長度成正比，但每節(jié)的電機長度不大于10m，電機可以串聯(lián)使用。

　b. 保護器主要是保護潛油電機，阻止井液進入潛油電機，避免燒毀潛油電機;

　c. 油氣分離器對于含氣的電泵井，井液在進入潛油電泵之前，要先通過油氣分離器進行qi、液分離，以減少氣體對潛油泵工作性能的影響;

　d. 潛油電泵是一種多級離心泵，當機組被啟動后，潛油電機帶動潛油電泵軸及軸上葉輪高速旋轉，將油液抽送至地面;

　e. 動力電纜是一種用特殊材料絕緣并密封，外加鋼帶鎧裝的潛油動力電纜，其功能是將地面的電能輸送到井下的潛油電機;

　f. 控制柜用于潛油電泵的啟動和停機，以及運行中的一系列控制;

　g. 接線盒的作用是連接控制柜到井口之間的潛油電泵動力電纜，以排除電纜中的氣體，防止油井中的氣體進入控制柜，發(fā)生火災，所以每口油井電泵都必須安裝接線盒。

潛油電泵機組工作環(huán)境溫度較高，一般高于90℃，考慮到電機溫升，則處于電機中心部位的磁鋼退磁就無法避免。因為一般永磁材料充磁后，隨溫度的升高，其剩磁總會下降，一待溫度恢復以后，會回升，但是不能完全復原，如圖為磁性材料退磁示性曲線，為不可逆損失，為可逆損失。3爆扎性氣體環(huán)境用電氣設備第3部分：增安型“e”（GB3836。潛油電機永磁體由于熱退磁，不可逆損失太大，選用的磁性材料在實際中往往達不到設計預期要求，由于尺寸限制，一般又不便靠增大永磁體用量來補償，故給設計制造永磁潛油電機及這種電機的實際應用帶來障礙。另外電機中始終有部分井液通過密封保護器泄漏進入。其中的酸、堿物質也會嚴重影響磁性能，使電機不能工作在正常狀態(tài)而縮短工作壽命。

通過以上分析可知永磁同步電動機的設計較一般電勵磁同步電動機及異步電動機有更多的不確定因素要綜合考慮，難度在某些方面更高，要求也更高。落實到永磁潛油電機有許多具體問題還要通過深入分析、試驗來解決。

為降低研制成本，我們采用現(xiàn)在應用普遍的三相異步潛油電機的定子片（18槽）及星形聯(lián)結的單層同心式繞組，工藝過程也較為成熟，氣隙在原0.5mm基礎上加大到0.6mm，只是由于尺寸的限制及以上降低成本的考慮，未采用星形聯(lián)結雙層短距繞組形式，從理論上講，繞組中電動勢諧波及環(huán)流沒有得到有效的控制。潛油電泵系統(tǒng)的結構及工作原理潛油電泵系統(tǒng)由七大部分組成：潛油電機、保護器、油氣分離器、潛油電泵、動力電纜、控制柜和接線盒。

同樣由于徑向尺寸的限制，不便開矩形深槽，轉子導條仍采用圓形導條，不過原潛油電機轉子閉口槽形作成半閉口，以盡量提高異步起動轉矩。轉子按以上方案設計后存在隔磁磁橋變短，漏磁加大，永磁體嵌入以后不易開設合理的空氣隙以作隔磁及散熱之用。

采用內置式永磁體的磁路，避免了永磁體在電機過載沖擊時的退磁，且能實現(xiàn)用起動繞組作異步自起動的功能。天津奧特泵業(yè)有限責任公司講述潛油電泵的缺點潛油電泵的缺點1）潛油電泵下入深度受電機額定功率的限制，套管尺寸和井底高溫時潛油電泵的下入深度受到限制。不利的是磁路變得更加復雜，設計中不便作準確計算，其中，漏磁系數(shù)及計算極弧系數(shù)等重要設計參數(shù)均不能作較好的測算，估計的誤差比較大。磁鋼插入以后粘附定位也很麻煩。

我們采用了廉價的釹鐵錋稀土永磁材料電泳涂覆防腐漆層，成本很低，也防止了磁鋼的化學退磁。但是該種材料的熱穩(wěn)定性不是很理想（其完全退磁居里溫度僅300~400℃）。故采用熱穩(wěn)定性、磁性能更好的材料是值得考慮的（如用YX-24型磁鋼）。

有必要分析求解潛油永磁同步電動機的電磁場模型，進行必要的數(shù)值模擬，對電機性能作更好的把握與預測，經(jīng)過對（單轉子節(jié)、兩極）原理樣機的試驗井運行測試，電機基本性能達到要求。