论文摘要
潜油电机作为重要的石油开采设备,随着全世界对石油能源需求的增加,应用规模日益扩大。在实际的应用中,国内现有的潜油电机功率较小,导致电泵机组排量范围有限,无法满足国外市场对大排量机组的需求,并且不能充分适应各种井况的特殊使用要求,以及存在着运行可靠性差的问题。本文针对潜油电机在实际应用中出现的问题和市场需求,开展了新型大功率潜油电机的研制。在电磁计算上,本文根据潜油电机的特殊结构,研究了其定转子分段、内充润滑油等特点对电机设计及性能的影响。通过研究分析实验数据得出潜油电机的端部漏抗随转子段数增加的变化规律,并得到加权修正公式;运用流体力学的原理并结合潜油电机止推轴承动块和静块、扶正轴承的经验公式得到了潜油电机机械损耗的简便计算方法;在电机局部的设计计算上采用了辛普森算法和分层算法等方法,改进了潜油电机的设计方法。在结构设计上,采取了全新的设计原则:一是采用通用化设计,提高通用化程度,最大限度的减少整机零配件的数量,降低制造和维护成本;二是加强了适应性设计,针对国内外油田不同井况,进行了耐高温、防腐等设计,以适应使用要求;三是加强可靠性设计。采用了双O环加强密封,研制了新型扶正轴承、星点、电机油滤网等部件,并进行了关键部件的强度计算,提高了新型电机的可靠性,保证其长期稳定运行。同时,本文还研究了潜油电机的制造工艺,指出了潜油电机在定转子等关键部件的制造难点和解决办法,形成了完整的定子制造、整机组装工艺文件,并根据以上的工艺方法制造了300kW样机。最后对300kW样机进行了电机型式试验,包括空载试验、负载试验和温升试验,并对试验数据进行了详细分析,得出了最终结论。