直驱潜油螺杆泵
潜油低速电机驱动螺杆泵举升技术
ｌ 一油管锚 ２ 一低速 电机 ３ 一保护器 ４ 一偏心联 轴器 ５ 一螺杆 泵 ６ 一 油管扶 正器 ７ 一防砂卡 装置 ８ 一电泵井 口 ９ 一接线盒 ｌ ０ 一电缆 ｌ ｌ 一控
制柜 ｌ ２一变压器 ４ ． 特 点 ４ ． １ 与普 通潜 油螺杆泵 抽油系统 相比 ， 潜 油低速 电机驱 动螺 杆泵 技 术采 用低速 永磁 同步 电机 直接 驱动 螺杆 泵 ，省略 了减 速机 构 ，系统运 行效率 高 、可 靠性好 ；
关键词 ：无杆采油 潜油直驱 螺杆 泵
随着 油 田的开发 ，油井含 水不 断升高 ，斜井 、水平 井 、高含 砂井 、 稠 油井 逐渐 增 多 ，给 使 用有 杆泵 和 电潜泵 举升 的 油井 带来 了较 多 的问 题 。潜 油 低速 电机驱 动螺 杆 泵是 以潜 油低 速 电机 直驱 螺杆 泵举 升 的一 种 新 型无杆 机械 采 油装置 ，具有 不存 在管 杆偏 磨 ，对 稠油井 、高含 气 井 、含 砂井适 应性好 ，容 积效率 高 ，高 效节能 等优 点。
损耗 。 １ ． 系统 结构 潜 油低 速 电机驱 动 螺杆 泵举 升技 术是 一种 采 用潜 油低 速 电机 直接 驱 动 螺杆 泵的井 筒举 升 技术 。为 匹配 泵 负载 的输 入特 性 ，系统 采用 了 多极 、高 启动转 矩 潜油 电机 ，在 潜 油 电机 和螺 杆 泵之 间采 用 了柔性 联 轴 器 ，而地 面 控制 采用 了高 启动 转矩 的变 频控 制 柜 ，对整 个系 统进 行 了机 电及控制 一体化 设计 。潜油 低速 电机驱 动螺杆 泵采油 系统 由井 下 、 地 面及 电力传动 三 部分 组成 。井 下部 分 主要有 螺 杆泵 、联 轴器 、保 护 器 和潜 油 低速 电机 ；地面 部分 主 要有 控制 柜和 井 口等 ；电力传 动部 分 有 电缆 和 电缆 卡子 。 ２ ． 工作 原理 潜油 低速 电机驱 动螺杆 泵机组 将低速 电机 、保护器 、偏心联 轴器 、 螺 杆泵 和 电缆 下入井 内 ，螺 杆泵 与油 管及 地面 管 线连 接 。地面 电网 电 源 经过 变压 器 、控制 柜 及接 线连 接后 ，经 电缆 将 电能 送至 井下 低速 电 机 ，低 速 电机旋 转经 过保 护器 及 联轴 器直 接驱 动 螺杆 泵 ，将井 液举 升 到 地面 。系统 结构如 图 ｌ 所示。 ３ ． 主要技术 参数
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采油工艺简介第一节、游梁式抽油机举升工艺简介练习游梁式抽油机举升工艺简介练习1.游梁式抽油机在下冲程时，是井下抽油泵向油管内排液的过程。
(判断题,1.0分)A. 正确2.游梁式抽油机曲柄通过连杆经横梁带动“驴头”围绕着支架中心做往复摆动。
(判断题,1.0分)B. 错误3.游梁式抽油机举升系统是由抽油机、套管柱、油管柱、抽油杆柱、抽油泵及生产阀门组成。
(判断题,1.0分)B. 错误4.游梁式抽油机的主要特点是设备结构简单、性能可靠、操作维修方便。
(判断题,1.0分)A. 正确5.油井开采石油的井口装置被称为（）。
(单选题,1.0分)A. 采油树6.抽油机上冲程的过程是抽油泵内（），井口（）的过程。
(单选题,1.0分)B. 吸入液体排出液体7.游梁式抽油机在下冲程的过程中，下列说法正确的是（）。
(单选题,1.0分)B. 游动阀开启，固定阀关闭8.游梁式抽油机在上冲程的过程中，下列说法正确的是（）。
(单选题,1.0分)A. 游动阀关闭，固定阀开启9.抽油机把（）的高速旋转变为“驴头”低速往复运动，再通过抽油杆带动抽油泵工作。
(单选题,1.0分)B. 电动机10.游梁式抽油机采油在油田上应用非常广泛，它属于（）采油方式。
(单选题,1.0分)C. 机械第二节、电动潜油离心泵举升工艺简介练习1.电动潜油离心泵井的接线盒用来连接井下与地面的电缆，它属于辅助设备。
(判断题,1.0分)A. 正确2.电动潜油离心泵井的多级离心泵是由泵轴和多级叶轮、导壳等组成。
(判断题,1.0分)A. 正确3.电动潜油离心泵井排量较高，适用于高产井，因此它的占地面积较大。
(判断题,1.0分)B. 错误试题解析电动潜油离心泵井排量较高，适用于高产井，并具有占地面积小的特点。
4.电动潜油离心泵采油方式属于有杆泵机械采油。
(判断题,1.0分)B. 错误试题解析电动潜油离心泵采油方式属于无杆泵机械采油。
5.电动潜油离心泵的潜油电机将电能变为机械能后，带动（）一起转动。
螺杆泵直驱系统反转能耗制动的仿真分析
统建 立 了螺 杆 泵 反 转 制 动 数 学 模 型 。采 用 电机 能 耗 制 动 的 方 法 ， 直 驱 电机 各 相 加 上 适 当 的 能 耗 电 阻 ， 决 了螺 给 解
杆泵采油 系统反转 的问题 ， 通过相应 的仿 真对其进行 了验证 。 并
关键 词 ： 杆 泵 ； 性 变 形 ； 螺 弹 反转 ； 耗 制 动 ； 真 能 仿
ｄ ｃ ｄ ｎ ｔ ｅ ｔ ｄ ｌ ｏ ｃ ｅ ｕ ｅ ｅｓ ｌｂ ａ ｉｇ ｗ ｓ ｅ ｔｂ ｉｈ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｆｒ ａ ｄ ｒ ｃ ｒ ｉ ｇ ｓ ｒｗ ｕ ｅ ，ａ ｄ ａ ｍａｈ ｍａｉ ｍｏ ｅ ｆ ｓ ｒ ｗ ｐ ｍｐ ｒ ｖ ｒａ ｒ ｋ ｎ ａ ｓ ｌｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｏ ｉ ｔｄ ｉ ｎ ｃ ｅ ｃ ａ ｅ ｖ
中 图 分 类 号 ：Ｍ３ １ Ｔ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ４ ７ １ （０ １ ０ — ０ １ ０ １０ — ０ ８ ２ １ ）２ ０ ０ — ３
永磁潜油电机的发展现状与应用分析
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·152·2020年第19期文章编号：2095－6835（2020）19－0152－02永磁潜油电机的发展现状与应用分析张東星（贵州装备制造职业学院，贵州贵阳551400）摘要：针对在油田的开采过程中应用异步潜油电机广泛存在着效率低、故障率高等问题，通过对永磁潜油电机在结构、效率、性能等方面与异步潜油电机进行分析比较，指出永磁潜油电机在降低采油成本、节能等方面具有显著的效果。
分析了永磁潜油电机在国内外的发展现状以及在实际应用中存在的技术难点，并给出了相应的解决办法与建议，对永磁潜油电机的应用发展具有一定的参考价值和指导意义。
关键词：永磁潜油电机；异步潜油电机；节能；应用分析中图分类号：TM351文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2020.19.065现阶段，中国经济正处于经济飞速发展期，石油也成了急缺的资源，然而各大油田都已经或即将步入高含水的中后期，潜油电泵采油作为目前国内外各大油田的主要采油方式，是石油稳产高产的重要保证。
然而传统采油系统所用的电机为异步潜油电机，大多都处于较低的功率因数下运行，尤其在异常工况时系统的运行效率更低，因此如何改善潜油电机的性能以提高运行效率，是潜油电机未来发展的一个重要方向。
由于永磁同步电机具有诸多的优点，且已在交通、医疗等多个领域得到广泛应用。
因此，永磁潜油电机的研制就具有一定的科研应用价值。
本文就永磁潜油电机和传统异步潜油电机的性能做对比分析，并通过分析国内外永磁潜油电机的研究现状及应用中存在的问题，提出相应解决办法，为永磁潜油电机的进一步研发与应用提供理论参考。
1两种潜油电机的对比分析传统的异步潜油电机为立式悬挂结构，其定子、转子为等长度多级串联式，并且定子与转子间充满着电机油，起润滑、散热、绝缘作用。
而永磁潜油电机是在异步潜油电机的基本结构特点的基础上尽量利用已有的配件，从而保证原有的加工工艺、原材料等基本不变，它们最大的差别就是转子结构的变化，即永磁潜油电机转子开二极永磁体镶嵌槽，镶嵌永磁磁条，压装工艺与成型工艺不变。
螺杆泵采油
五、螺杆泵井施工作业
1、原理
什么是螺杆泵？
螺杆泵又叫渐进容积式泵(PCP)，由定子和转子组成，两者的螺 旋状配合形成多个连续的密封腔室，通过转子的旋转运动使密封腔室
不断产生、运移和消失,实现对介质的举升。
112～280
72～80 32～80 22～56
14～34 8～19 4.5～11
额定扬程 （MPa）
8
8
8 10 10
12 15 15
适应井温 （℃）
< 90
推荐油管 31/2″TBG
< 90
31/2″TBG
< 90 < 90 < 90
< 90 < 90 < 90
31/2″TBG 27/8″TBG 27/8″TBG
1 原理
单螺杆泵是由在工作状态下的不动的以橡胶为衬套并浇铸在钢体外
套内形成的定子和进行行星转动的钢体转子构成。定转子内外曲面是一对 能够满足啮合、能密封和密封腔室能推移的一对在空间内啮合的共扼曲面。 定转子端面（横截面）齿形类型主要有以下两种： ①．以短幅外摆线的内等距线作为螺杆的原始齿形曲线，其共轭曲线作为 衬套的齿形曲线。 ②．以短幅内摆线的外等距线作为衬套的原始齿形曲线，其共轭曲线作为 螺杆的齿形曲线。
五、螺杆泵井施工作业
η,η v %
120
100
80
60
① ③
M N·m 500
②
400
300
40
200
20
100
0
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 MP∆aP
井下直驱螺杆泵无杆举升技术
井下直驱螺杆泵无杆举升技术摘要：中国石油勘探开发研究院依托中国石油天然气集团公司重大科技项目，结合油井实际生产需求，经过近10年的摸索和试验，联合攻关开发了潜油永磁同步低速电机，技术思路是采用“潜油永磁同步低速电机+保护器+柔性轴+螺杆泵”结构。
目前这项技术适用油井排量范围是5～50m3/d，满足大部分中国石油油井举升需求。
关键词：无杆举升；井下直驱螺杆泵；井下电机1引言中国石油天然气集团公司油井超过20万口，由于地层能量偏低，人工举升油井占到总井数的95%以上。
人工举升主要有抽油机、螺杆泵、电潜泵、水力泵和气举等技术和装备，其中有杆泵（抽油机和地面驱动螺杆泵）数量达到了92%。
有杆泵采油是通过抽油杆将动力传到井下，带动井下泵运动将原油举升到地面。
有杆泵采油面临3个方面的生产难题：一是效率低、能耗高，有杆泵采油设备平均系统效率只有24%，每年消耗的电能约占油田总耗电的一半以上；二是大斜度井、聚驱井、高含水井增多，杆管偏磨问题越来越严重，导致检泵周期短，吉林、长庆油田部分油井由于杆管磨损检泵周期只有300 d左右，远低于抽油机井平均检泵周期800d。
随着斜井、定向井及水平井数量不断增加，井眼轨迹更加复杂，有杆泵采油杆管磨损现象会更加严重；三是有杆泵采油井口采用光杆盘根动密封，更换不及时会导致原油泄漏，造成安全环保事故。
针对有杆泵采油存在的问题，国内外一直在致力于发展无杆举升技术，目前比较成熟的是电潜离心泵。
该技术主要适用于日产液50 m3以上的油井，由于中国石油油井产量普遍偏低，限制了其广泛应用，电潜泵井只有2 000余口。
电潜螺杆泵是近年发展起来的无杆采油技术之一，与潜油电泵相比，在稠油井、出砂井中有更好的应用效果。
国内外进行了大量的研究，美国的Centrilift Amoco和加拿大的KUDU等公司从20世纪90年代开始进行电潜螺杆泵产品的研究，传统的思路是采用“潜油电机+井下减速器+保护器+螺杆泵”结构方案，该方案中电机转速1450 r/min，通过行星减速器将输出转速降到150 r/min左右，减速比为9∶1。
基于CNN-BiGRU_混合神经网络的电潜螺杆泵产液量预测方法
文章编号：1000 − 7393(2022)06 − 0784 − 07 DOI: 10.13639/j.odpt.2022.06.019基于CNN-BiGRU 混合神经网络的电潜螺杆泵产液量预测方法贾俊杰1 刘春海1 管桐1 王进修1 刘俊东2 刘金亮1 郝大勇31. 中国石油华北油田分公司工程技术研究院；2. 中国石油华北油田分公司巴彦勘探开发分公司；3. 中国石油冀东油田分公司储气库建设项目部引用格式：贾俊杰，刘春海，管桐，王进修，刘俊东，刘金亮，郝大勇. 基于CNN-BiGRU 混合神经网络的电潜螺杆泵产液量预测方法［J ］. 石油钻采工艺，2022，44（6）：784-790.摘要：为了解决电潜螺杆泵产液量虚拟计量的预测精度和稳定性，提出了一种基于双重注意力机制的卷积神经网络(CNN)和门控循环单元(GRU)混合模型(CNN-BiGRU)。
油井产量预测易受油压、套压及泵工况等因素的影响，先利用皮尔逊相关系数和主成分分析法对数据进行降维，并确定主要影响因素；再利用CNN 网络的局部连接和全局共享来提取历史油井产液量的空间特征；然后将特征送入GRU 网络，提取数据的时间特征；最后利用双重注意力机制为不同的特征赋值对应的权值，进一步提升模型的预测精准度。
将该方法应用到50 000条产液量数据样本上，模型预测精准度RMSE 和MAPE 分别取得5.24%、3.17%。
与GRU 、CNN-GRU 模型相比，所提方法应用效果显著，能有效提升预测精度，具有一定的工程应用价值。
关键词：电潜螺杆泵；产液量预测；混合神经网络；双重注意力机制；卷积神经网络；门控循环单元网络中图分类号：TE32+8;TP183 文献标识码： AA CNN-BiGRU liquid production prediction method for electric submersibleprogressive cavity pumpsJIA Junjie 1, LIU Chunhai 1, GUAN Tong 1, WANG Jinxiu 1, LIU Jundong 2, LIU Jinliang 1, HAO Dayong 31. Engineering Technology Research Institute , PetroChina Huabei Oilfield Company , Renqiu 062552, Hebei , China ;2. Bayan Exploration and Development Branch Company , PetroChina Huabei Oilfield Company , Bayannur 015000, Inner Mongolia , China ;3. Gas Storage Project Department of PetroChina Jidong Oilfield Company , Tangshan 063200, Hebei , ChinaCitation: JIA Junjie, LIU Chunhai, GUAN Tong, WANG Jinxiu, LIU Jundong, LIU Jinliang, HAO Dayong. A CNN-BiGRU liquid production prediction method for electric submersible progressive cavity pumps ［J ］. Oil Drilling & Production Technology,2022, 44(6): 784-790.Abstract: To improve the prediction accuracy and consistency of liquid production virtual metering of electric submersible progressive cavity pumps (ESPCPs), a hybrid model (CNN-BiGRU) integrating convolution neural network (CNN) and bidirectional gate recurrent unit (GRU) was proposed, which also incorporated the dual attention mechanism. This production forecast of oil wells is subjected to tubing pressure, casing pressure and pump conditions. First, the dimensionality reduction of data was performed using Pearson’s correlation coefficient and principal component analysis, and the main influential factors were identified. Subsequently, the local connecting and global sharing of the CNN network was used to extract spatial features of liquid production data of oil wells. The extracted features were then fed to the GRU network to extract the temporal features of the data. Finally, the weights were assigned基金项目: 中国石油华北油田分公司科研项目“华北油田地面系统在线计量技术优化研究”(编号：2022-HB-E05)。
电潜螺杆泵采油系统的理论研究与应用分析
01 引言
03 应用分析
目录
02 理论研究 04 参考内容
引言
引言
电潜螺杆泵采油系统是一种高效、环保、节能的石油开采设备，广泛应用于 油田采油作业中。在石油工业迅速发展的今天，电潜螺杆泵采油系统的研究与应 用对于提高石油开采效率、降低采油成本具有重要意义。本次演示将详细介绍电 潜螺杆泵采油系统的基本原理、设计原则、运行方式、应用优势与不足以及应用 案例，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
1.2电潜螺杆泵采油系统的设计原则及参数选择
在电潜螺杆泵采油系统的设计过程中，需要针对不同的井况和地层条件选择 合适的泵参数，以确保系统能够高效运行。主要参数包括泵的排量、扬程、功率、 转速等，这些参数的选择将直接影响采油效果和系统能耗。此外，还需要根据实 际井场环境和生产需求，选择合适的电力控制系统和传感器，以实现系统的智能 化和自动化。
理论研究
1.1电潜螺杆泵采油系统的基本 原理及特点
1.1电潜螺杆泵采油系统的基本原理及特点
电潜螺杆泵采油系统是一种基于螺杆泵技术的采油设备，其主要组成部分包 括电潜泵、螺杆泵、电力控制系统以及井下传感器等。电潜螺杆泵采油系统的工 作原理是利用螺杆泵将井下的原油抽出，同时通过电力控制系统控制泵的工作参 数，从而实现采油过程的自动化和智能化。电潜螺杆泵采油系统的特点包括高效 率、低能耗、螺杆泵是一种重要的石油机械装置，在石油工业中广泛应用。它利 用螺杆的旋转运动实现液体的吸入和排出，具有高效、节能、紧凑和可靠等优点。 随着石油工业的发展和技术的不断进步，潜油电动螺杆泵的应用范围不断扩大， 其研究价值也越来越高。
研究背景
研究背景
潜油电动螺杆泵技术的研究背景是石油工业的发展和需求。在油田开发过程 中，采油和注水是两个非常重要的环节。采油是将油藏中的原油开采出来，而注 水则是将水注入油藏中以提高采收率。潜油电动螺杆泵作为一种重要的采油和注 水设备，可以提高采油效率、降低能耗、减少维护成本，对石油工业的发展具有 重要意义。
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潜油螺杆泵装置
沈阳大学王子贵
一、产品用途
该潜油直驱螺杆泵装置的特点是潜油电机在螺杆泵上端，电机的转子轴是空心，用来走井液。
主要适用于开采高黏度、高含蜡、高含沙、高含气原油,在斜井、水平井、沼泽区块和海上平台作业中,其泵效高、同比采油量能耗低、泵检周期长、制造成本低、维护费用低、节能效果显著等。
二、技术特点
1、将有杆采油工艺变为无杆采油,消除了抽油杆与油管之间的磨损。
2、抽吸连续平稳,不对油层产生压力激动作用,泵的排量稳定,油液流动无扰动,便于计量。
3、不易发生气锁,具有破乳作用。
4、适用于直井、斜井、水平井、尤其适用于杆管偏磨井。
5、机械采油设备中同比采油量能耗低、泵效高。
6、采用大功率步进永磁电机并直接驱动螺杆泵,电能利用率在80%以上。
7、该种电机低速转矩大,特别适合含沙量大及稠油的井况。
8、井口控制器采用无位置传感器磁通矢量控制,使系统运行更平滑稳定。
9、保护功能齐全,可对电机欠载、过载、过电压、欠电压、短路、三相电压及电流不平衡等有效保护。
10、可靠性高,稳定性好,适应性强,维修与保养简单。
11、耐颠簸震动,噪音低,震动小,运转平滑,寿命长。
12、效率高,电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗,消除了多级减速损耗。
13、综合节电率可达20%-60%。
三、技术参数
（一）
1、电机功率：6KW
2、工作电压：380V
3、额定电流：12A
4、工作转矩：285N〃M（200r/min）
5、环境温度：120℃
（二）
1、电机功率：8KW
2、工作电压：380V
3、额定电流：16A
4、工作转矩：380N〃M（200r/min）
5、环境温度：120℃
（三）
1、电机功率：10KW
2、工作电压：380V
3、额定电流：20A
4、工作转矩：475N〃M（200r/min）
5、环境温度：120℃。