第三章潛油電機(jī)

1、第三章第三章 潛油電機(jī)潛油電機(jī) 主講：趙玉東主講：趙玉東 技術(shù)部經(jīng)理技術(shù)部經(jīng)理 高級(jí)工程師高級(jí)工程師 第一節(jié)第一節(jié) 潛油電機(jī)的功能潛油電機(jī)的功能 是潛油電泵的動(dòng)力輸入裝置。它把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能帶動(dòng) 多級(jí)離心泵旋轉(zhuǎn),把油井中的井液舉升到地方。 第二節(jié)第二節(jié) 潛油電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn)潛油電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn) 1.潛油電機(jī)結(jié)構(gòu)組成 1.1定子系統(tǒng): 主要由定子鐵芯、定子繞組及 殼 體組成。 a.定子鐵芯：由優(yōu)質(zhì)性能的硅鋼片沖成定子 沖片疊壓而成。其 主要作用是 導(dǎo)磁和嵌入繞組。 b.定子繞組：由F46薄膜(H級(jí)絕緣)繞包銅 線 制成的三相繞組在 定子空間為 120分布。其作 用是通過三 相交流電流產(chǎn)生旋

2、 轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，耐 溫達(dá)180以上。 c.殼體：由優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，有足夠的 強(qiáng)度起結(jié)構(gòu)支撐和連接作用。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1.運(yùn)輸帽 2.連接螺栓 3.電機(jī)頭 4.止推滑板 5.下止推軸承 6.電機(jī)引線接頭 7.注油塞 8.軸套 9.轉(zhuǎn)子端環(huán) 10.轉(zhuǎn)子鐵芯 11.導(dǎo)條 12.定子鐵芯(矽鋼片) 13.定子鐵芯(銅片) 14.轉(zhuǎn)子軸承 15.轉(zhuǎn)子軸套 16.電機(jī)殼 17.電磁線 18.軸 19.“O”形圈 20.底座 21.引線 1.2轉(zhuǎn)子系統(tǒng)： 主要由轉(zhuǎn)子、軸、扶正軸承 等 組成。a.轉(zhuǎn)子：由優(yōu)質(zhì)性能的硅

3、鋼片沖成轉(zhuǎn)子沖片 疊壓而成。轉(zhuǎn)子槽中穿有銅 導(dǎo)條， 轉(zhuǎn)子兩端用銅端環(huán)與導(dǎo)條鉚 壓或焊 牢。其作用是導(dǎo)磁并產(chǎn)生電 磁轉(zhuǎn)矩 輸出機(jī)械功率帶動(dòng)電泵旋轉(zhuǎn)。 (一臺(tái) 電機(jī)由幾個(gè)到二十幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 轉(zhuǎn)子組 成) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1.運(yùn)輸帽 2.連接螺栓 3.電機(jī)頭 4.止推滑板 5.下止推軸承 6.電機(jī)引線接頭 7.注油塞 8.軸套 9.轉(zhuǎn)子端環(huán) 10.轉(zhuǎn)子鐵芯 11.導(dǎo)條 12.定子鐵芯(矽鋼片) 13.定子鐵芯(銅片) 14.轉(zhuǎn)子軸承 15.轉(zhuǎn)子軸套 16.電機(jī)殼 17.電磁線 18.軸 19.“O”形圈 20.底

4、座 21.引線 b.軸：由細(xì)長(zhǎng)的優(yōu)質(zhì)合金無縫鋼管制成， 其 主要作用是通過鍵連接轉(zhuǎn)子組 成一個(gè) 整體，并傳遞轉(zhuǎn)子輸出的轉(zhuǎn)矩。 軸中 空的結(jié)構(gòu)可使電機(jī)油在其中循 環(huán)，以 保證電機(jī)軸承潤(rùn)滑和散熱。 c.扶正軸承：防止細(xì)長(zhǎng)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)與定子相擦起 扶正作用。主要由轉(zhuǎn)子 銅套和不 銹鋼制成的軸承(瓦)構(gòu) 成滑動(dòng)軸承， 每?jī)蓚€(gè)相鄰的轉(zhuǎn)子之間 安放一個(gè)。 1.3上下接頭：內(nèi)部帶有電氣連接部件的鋼制結(jié) 構(gòu)件組成 其主要作用為： 對(duì)上下起連接作用 ( 機(jī) 械 及電) 通過軸 瓦將轉(zhuǎn)子固定 在電機(jī) 中。 1.4潛油電機(jī)的密封系統(tǒng)： a. 靜密封“O”圈 b. 注油閥,放油閥“O”圈,鉛墊 c. 電機(jī)動(dòng)密封通過保護(hù)器

5、與井液隔 離 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1.運(yùn)輸帽 2.連接螺栓 3.電機(jī)頭 4.止推滑板 5.下止推軸承 6.電機(jī)引線接頭 7.注油塞 8.軸套 9.轉(zhuǎn)子端環(huán) 10.轉(zhuǎn)子鐵芯 11.導(dǎo)條 12.定子鐵芯(矽鋼片) 13.定子鐵芯(銅片) 14.轉(zhuǎn)子軸承 15.轉(zhuǎn)子軸套 16.電機(jī)殼 17.電磁線 18.軸 19.“O”形圈 20.底座 21.引線 2.潛油電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 外形尺寸細(xì)長(zhǎng)，電機(jī)外徑與其長(zhǎng)度比(細(xì)長(zhǎng)比) 最大可達(dá)1:100左 右。 a.外部直徑及適應(yīng)井徑 套管外徑 (寸) 41/251/251/2 7

6、 電機(jī)外徑107mm114 mm 4.56 116 mm 5.40 138 mm b.電機(jī)長(zhǎng)度: 2m10 m 定轉(zhuǎn)子鐵芯分段組成:每相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)子間放置一套扶正軸承。 電機(jī)與外部連接形式方便可靠。 a.對(duì)外部機(jī)械連接 軸與軸花鍵連接 部件與部件法蘭連 接 b.電氣連接插頭插座 采用充油式具有特殊的內(nèi)腔油循環(huán)系統(tǒng)。 a.油的作用(潤(rùn)滑、絕 緣) b.電機(jī)油的技術(shù)要求(簡(jiǎn)述) 第三節(jié)第三節(jié) 潛油電機(jī)的工作原理潛油電機(jī)的工作原理 及交流異步電動(dòng)機(jī)的力能指標(biāo)及交流異步電動(dòng)機(jī)的力能指標(biāo) 1.潛油電機(jī)的工作原 理 潛油電機(jī)屬三相交流鼠籠異步電機(jī)，其工作原理為:當(dāng)定子 三相繞組接通三相交流電源時(shí)，在電機(jī)定子

7、內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)速為60f /P的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其轉(zhuǎn)向取決于電流相序。由于此旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子 導(dǎo)條，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在閉合的轉(zhuǎn)子回路中將產(chǎn)生感應(yīng)電流； 又由于電動(dòng)機(jī)法則此感應(yīng)電流在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中又將受到力的作用，從 而產(chǎn)生了電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向帶動(dòng)負(fù)載做異步轉(zhuǎn)動(dòng)。 2.三相交流異步電動(dòng)機(jī)的性能指 標(biāo)： 考核三相交流異步電動(dòng)機(jī)的主要力能指標(biāo)為： a.效率 b.功率因數(shù) c.啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 d.啟動(dòng)電流 e.轉(zhuǎn)速 對(duì)于不同系列的潛油電機(jī)在國(guó)家潛油電泵機(jī)組技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中 (GB16750.119750.3-1997)均規(guī)定了上述各項(xiàng)指標(biāo)值和容量。 OCEC目前生產(chǎn)的M456和M540電機(jī)與美國(guó)Reda45

8、6和540 系列電機(jī)性能指標(biāo)等同，其性能參數(shù)及容差為： 指標(biāo)項(xiàng)目 保 證 值容 差 456系列540系列456系列540系列 效率%7880-4.5-4.0 功率因數(shù)COS 0.820.84-0.045-0.04 轉(zhuǎn)差率S%6.05.5+1.2+1.1 堵轉(zhuǎn)電流/額定電流7.06.0+1.4+1.2 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩1.81.6-0.27-0.24 電機(jī)性能曲線(如圖) P2，COSP2，IP2，SP2，P1P2 第四節(jié)潛油電機(jī)的使用環(huán)境第四節(jié)潛油電機(jī)的使用環(huán)境 及技術(shù)要求及技術(shù)要求 潛油電動(dòng)機(jī)應(yīng)能在以下使用條件下穩(wěn)定運(yùn)行： 1.電動(dòng)機(jī)內(nèi)腔必須充滿合格的專用電機(jī)油并與保護(hù)器配合使 用。 2.

9、電動(dòng)機(jī)應(yīng)完全潛入井液，井液必須流經(jīng)電動(dòng)機(jī)表為轉(zhuǎn)速不小 于0.3m/s(1Ft/s)。 3.井液溫度可分為90，120，150，180。 4.對(duì)于井液含PH值為6.58.5以上和有腐蝕性氣體，可采用防腐 型電機(jī)。 第五節(jié)第五節(jié) OCEC潛油電機(jī)系列介紹潛油電機(jī)系列介紹 107系列(用戶)50HZ 12.554kW 114系列(用戶) 50HZ 1574kW M456系列 50HZ 8.5100HP 60HZ 7.5120 HP M540系列 50HZ 16.5187HP 60HZ 20220 HP 第六節(jié)第六節(jié) 潛油電機(jī)技術(shù)要求與試驗(yàn)潛油電機(jī)技術(shù)要求與試驗(yàn) 1.技術(shù)要求： a. 電機(jī)總裝完成后，

10、其基本參數(shù)和連接尺寸應(yīng)符合圖紙要求。 b. 軸伸花鍵表面對(duì)止口中心線允許徑向跳動(dòng)0.18mm。 c. 電機(jī)組裝后內(nèi)腔應(yīng)能承受0.5MPa氣壓試驗(yàn)，歷時(shí)5min無泄 露現(xiàn)象。 d. 整機(jī)盤軸靈活 M54020Nm M45612Nm e. 冷態(tài)絕緣電阻2000M 。 f. 冷態(tài)直流電阻最大(或最小)一相電阻與三相電阻平均值 差 的絕對(duì)值不大于三相平均值的2%。g. 電動(dòng)機(jī)充油后，定子繞組對(duì)機(jī)殼應(yīng)能承受歷1min的直流 耐壓試驗(yàn)而不能擊穿，試驗(yàn)電壓值為(2額定電壓+ 1000)1.6V或交流50Hz（2額定電壓+1000）V。 h. 當(dāng)三相電流平衡時(shí)，電動(dòng)機(jī)三相空載電流中任一相與三相平均 值之差的絕

11、對(duì)值，應(yīng)不大于三相平均值的10%。 i. 電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn)后，在額定電壓運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，突然斷電，轉(zhuǎn)子 停M4563S M5404S 轉(zhuǎn)時(shí)間： j. 電動(dòng)機(jī)空載試驗(yàn)后，其油樣應(yīng)能承受15kV，在極間距為2.5 mm的 標(biāo)準(zhǔn)放電器內(nèi)進(jìn)行1min的介電強(qiáng)度試驗(yàn)不擊穿。 k. 電動(dòng)機(jī)在功率、電壓及頻率為額定值時(shí)，其性能保證值及容量 符 合第項(xiàng)3要求。 l. 電機(jī)的空載電流和空載損耗應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)(此數(shù)據(jù)由電磁計(jì) 算和試驗(yàn)得出)，以保證電機(jī)的性能。 2.潛油電機(jī)試驗(yàn) 制造廠生產(chǎn)的潛油電機(jī)根據(jù)規(guī)定的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。 試驗(yàn)的依據(jù)： GB7551987“電機(jī)基本技術(shù)要求” GB16750.3-1997 “潛油電泵機(jī)組 試驗(yàn)方法” a. 對(duì)于批量電機(jī)定貨通常均要進(jìn)行出廠試驗(yàn)： 空載試驗(yàn)：空載損耗、空載電流、油壓、滑行時(shí)間。 檢查試驗(yàn)：絕緣電阻、直流電阻、耐電壓試驗(yàn)。 負(fù)載試驗(yàn)：至少抽一臺(tái)電機(jī)進(jìn)行負(fù)載試驗(yàn)。 b. 對(duì)于批量電泵機(jī)組訂貨需進(jìn)行以下試驗(yàn)： 空載試驗(yàn):同上 檢查試驗(yàn):同上 負(fù)載試驗(yàn):逐臺(tái)進(jìn)行 第七節(jié)第七節(jié) 在使用中影響電機(jī)性能在使用中影響電機(jī)性能 和可靠性的主要因素和可靠性的主要因素 1. 含氣液體,對(duì)電泵(電機(jī))的影 響。 2. 液體粘度對(duì)潛油電泵(電機(jī))工作的影 響。 3. 供電系統(tǒng)不完善的影響。 a. 供