潛油螺桿泵驅(qū)動電機設(shè)計與熱分析.pdf

1、隨著油田開采的不斷深入，傳統(tǒng)的游梁式采油系統(tǒng)已經(jīng)難以適應油田開采中后期復雜的井況，而由異步電機驅(qū)動的潛油螺桿泵采油系統(tǒng)因電機轉(zhuǎn)速較高，難以適應高粘度油和高含砂油等復雜井況。所以，研究開發(fā)低轉(zhuǎn)速、大扭矩、高效節(jié)能的潛油螺桿泵永磁同步電機具有重要意義。
　　潛油螺桿泵永磁同步電機是一種立式的懸垂電機，它采用定、轉(zhuǎn)子分段的細長結(jié)構(gòu)，各段定子鐵心之間用隔磁段銅片隔開，各段轉(zhuǎn)子之間用扶正滑動軸承支撐，轉(zhuǎn)子上貼有永磁體，定、轉(zhuǎn)子間裝有潤滑油。

2、
　　針對潛油電機的結(jié)構(gòu)特點，本文提出了兩種電機總體結(jié)構(gòu)方案，并對兩種方案進行了對比分析，從而確定電機的總體結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)總體結(jié)構(gòu)方案，對電機的定子、轉(zhuǎn)子、上下接頭和止推軸承等零部件進行了基本結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　鑒于潛油電機定、轉(zhuǎn)子分段的細長特點，本文利用ANSYS有限元軟件對電機轉(zhuǎn)軸進行了模態(tài)分析，計算電機轉(zhuǎn)軸在穩(wěn)態(tài)運行過程中的固有頻率和振型，從而確定電機轉(zhuǎn)軸工作過程中可能發(fā)生共振的轉(zhuǎn)速區(qū)域。單邊磁拉力易對潛油電機轉(zhuǎn)軸的撓度產(chǎn)

3、生較大影響，本文對電機單節(jié)轉(zhuǎn)子的單邊磁拉力進行了計算，并通過有限元靜力學分析法對電機轉(zhuǎn)軸在單邊磁拉力作用下的變形進行了分析。
　　潛油電機運行過程中內(nèi)部的發(fā)熱和散熱過程比較復雜。本文對電機在井溫70°C時穩(wěn)態(tài)運行過程中的繞組損耗、鐵心損耗和機械損耗進行了計算，通過流體力學知識確定了電機穩(wěn)態(tài)運行過程中各表面的傳熱系數(shù)，建立了電機二維、三維穩(wěn)態(tài)溫度場模型，對電機穩(wěn)態(tài)溫度場進行了計算，并與理論計算值進行了對比分析。通過表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和絕緣