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新型潜油直线电机抽油系统

技术简介

       随着油田开发的进行,以及受地形、地貌条件的限制,丛式定向井组和水平井开发方式越来越多。有的定向井井数占总开井数的85%以上。水平井采液效率约为普通定向井的5倍以上,但受采油技术制约,目前尚不能大面积采用。

       潜油直线电机是将直线电机安装在井底,通过电动方式驱动抽油泵的新型举升方式。该方式没有抽油杆,避免了有杆采油带来的偏摩以及效率低下等问题,是未来油田采油技术的主要发展方向。圆筒型直线永磁同步电机是旋转电机在结构上的演变而来的。旋转电机沿径向剖开拉直,就形成了平板型直线电机,将扁平的电机卷绕在与磁场运动方向平行的轴上,就构成了圆筒型直线永磁同步电机。

       本项目研发的潜油直线电机是一种直接在井下驱动抽油泵往复工作的电机,将是中低液量定向井、水平井开发最为经济有效的采油方式;针对我国多数低产低渗透油田实际情况,大面积推广应用丛式井组定向井和水平井技术已经到了刻不容缓的阶段。

       本项目拟在前期已有技术研究的基础上,针对用于井下采油用潜油直线电机的环境特点和技术要求开展技术研究,突破关键技术,完善小批量生产加工及测试技术条件,实现军用技术的推广应用。通过本项目的实施,将军用直线电机技术推广应用到油田开采领域,可以实现高效率的油田开发,节约能源,促进采油技术的进步。




技术指标

技术指标如下:

1.电机驱动器输入:AC380V660V三相电源;

2.电机性能:稳定状态最大举升力20KN2t)、耐热等级E级(120℃)、耐压20MPa

3.电机外观尺寸:外径≤φ110mm、长度≤9m

4.冲程:01.2m(无级可调);

5.冲次:37/min(无级可调);

地面控制系统适应温度:-3060℃;


技术特点

井下直线电机采油就是通过置于井下的直线电机带动抽油泵柱塞往复运动实现举升抽油。以潜油直线电机作为采油动力源具有以下优势:

1. 潜油直线电机可将电能直接转换成举升原油的动力,省去游梁式抽油机的电机-减速机-曲柄-抽油杆等机械传动机构构成的中间环节,同时可消除管杆偏磨问题,提高机械寿命;

2.高效低耗,降低采油成本;

3.以潜油直线电机作为采油动力源,可实现机泵一体化设计,简化井下工具结构,减小占地面积;

4.由直线电机构成的采油系统易于实现数字化控制。可以随油井的实际原油流入,动态调节泵的冲程、冲次,使整个系统运行在最高效率点,同时也降低了工人的劳动强度;

5.可以充分利用电机运转过程中产生的热量来提高原油的温度,有效地缓解结蜡问题。

       我单位在上级机关项目资金支持下,已经开展了深水环境用军用圆筒形直线电机的研究工作,取得了在电磁设计和密封技术方面的技术成果,研制了原理样机。也与中石油厂庆油田开展了部分技术合作,具备研制开发潜油直线电机的技术能力。


预期效益

       目前国内各大油田共有油井约60万口。长庆油田约4万口,大庆油田约10万口。其中长庆油田4万口油田中85%的油田迫切需要潜油直线电机系统,大庆油田、胜利油田等有强烈的需求意向。根椐中石油系统潜油直线电机推广领导小组初步估算,国内每年潜油直线电机总需求量在36万台以上。如按每套系统30万初步价格估算,该类产品国内年产值可达90亿以上