系。主要内容包括基本确立了油藏物理和渗流力学体系，普遍采用地下注水开采技术。广泛采用了早期地下注水保持地层压力和驱动石油的技术，使石油的最终采收率得到了大幅度提高，发展了以电测方法为中心的测井技术和钻米左右的超深井的钻井技术。基本建立了与油气田开发和开采有关的应用科学和工程技术体系。第三阶段，从世纪年代开始，以计算机技术微电子技术电机技术和现代科学技术广泛用于油气田开发，此时开发技术得到了快速发展。主要包括以下方面利用数学科学，建立了各种油层的沉积相数学模型，提高了预测储油砂体的非均质性及其连续性的能力，从而能更经济有效的合理布置井位和开发工作把现代物理中的核技术应用到测井中，形成放射性测井技术，与原有的电测技术，加上新的生产测井系统，可以用来直接测定油藏中油气水的分布情况，在不同开发阶段能采取更为有效的措施对油气藏内部在采油气过程中起作用的表面现象及在多孔介质中的多相渗流的规律等，有了更深刻的理解，并根据物理模型和数学模为了解决这个问题，把传动轴设计成空心轴，将电动机驱动轴的传递给抽油杆并承受抽油杆柱和举升液体的自重，并最终将产生的轴向力作用在箱体内的主轴承上，而电机的作用只是用来传递扭矩载荷。从驱动装置的外部结构上看可以分为四个部分。如图所示，从上到下依次是机械密封装置永磁同步驱动电机轴向承载装置和卡瓦封井装置。图驱动装置总体结构示意图永磁驱动电机是种同步力矩电机，永磁同步力矩电机具有结构简单使用方便可靠性高体积小重量轻高效节能的特点。因此永磁同步电机的转子上不会产生励磁损耗，滑环与电刷之间不会产生磨擦损耗，也没有接触电损耗。内部结构具体包括电机定子和电机转子，永磁驱动电机的电机轴采用的是空心阶梯轴，电机空心轴内套有密封中心管，该密封中心管的外径也是呈阶梯状，以方便与些密封装置的配合。机械密封装置包括机械密封定盘机械密封动盘密封压盖和中心扶正轴承，其中中心扶正轴承安装在从永磁驱动电机的内部延伸出来的密封中心管上，中心管扶正轴承的上面依次安装密封压片机械密封动盘和机械密封定盘，密封压片与密封动盘还有电机空心轴的内壁实现密封接触。在电机空心轴的外壁上部设有两个平键槽，电机就是通过平键将扭矩传递给压帽，然后再通过压帽进行扭矩的传递。另方面压帽也通过该平键将机械密封装置的各部件罩在里边。轴向承载装置主要包括两端设有法兰盘的上本体，在上本体内装有轴向承载轴承及润滑承载轴承的润滑池，进而来承载装置中包括抽油杆自重和举升油液混合物重力在内的轴向力。上本体通过螺栓连接与永磁驱动电机的底座连接在起。如图所示，卡瓦封井装置包括预计轴向承载装置类似的两端设有法兰盘的下本体。该下本体上端通过螺栓连接与上本体连接起来，下端与井口也通过螺栓连接起来。在下本体内装有两块密封闸板，两密封闸板端各铣有个与抽油杆柱半径相同的半圆槽孔，对合后呈圆形，在密封闸板上以及与两密封闸板对合后重合的缝隙垂直的径向上分别铣有型槽。在下本体的侧壁上通过焊接方式将圆柱筒固定住，筒口螺纹连接放油丝堵，端靠孔用挡圈限制放油丝堵的位置。密封闸板的型槽内还连接有丝杆，丝杠的另端伸出圆柱筒口，丝杠在圆柱筒外的部分有部分制作成正六边形。图卡瓦封井装置.工作原理图驱动装置内部结构示意图如图所示，系统工作的时候，电动机起动，电机空心轴开始转动。空心轴上部设有两个键槽可以安装平键，平键与压帽上的键槽契合，通过平键将扭矩传递给压帽。压帽上端凸台与方卡子下些劣势，为机械采油做出些贡献。.直驱式螺杆泵驱动装置要求现在主流使用的螺杆泵地面驱动装置虽然具有体积小结构较简单机械效率较高等优势，但是因为传统的螺杆泵地面驱动装置是用异步电机来提供原动力，通过皮带轮和减速箱组合来传递动力驱动抽油杆，所以在油井的实际使用过程中仍存在着许多的问题，比如皮带轮摩擦失效减速箱多级传递导致机械损失较高，最大可达驱动装置结构不够紧凑，以及加工和安装误差都会导致电机偏置使驱动装置重心与油井轴线产生偏心距，导致抽油杆磨损盘根盒密封不严泄漏量偏大系统零部件较多，出现故障时不易检测，给设备维护和检修造成困难等。本次设计解决这些问题的方法是设计直驱式螺杆泵通过永磁同步电机直接驱动抽油杆柱。这里的永磁同步电机通过交流变频方式来调节速度，利用永磁电机的反转也就是我们通常所说的发电机原理和能耗电阻来抵消装置反转产生的电能，以达到永磁同步电机直接驱动抽油杆工作的目的。螺杆泵驱动装置需要实现的目的已经很明确，需要该驱动装置能够直接将电机的动力传递给抽油杆，抽油杆带动油井中的螺杆泵进行工作。为了提高工作系统的可靠性，装置的各部分需要与电机主体部分相互独立。其次，因为驱动装置需要将电机的动力直接传递给抽油杆，所以设计的装置是装在驱动电机内部的，这样就必须做好密封工作，以防止抽油杆抽上来的油进入到驱动装置的内部甚至进入到电机内部。新油井在安装螺杆泵的时候或者在设备发生故障的时候，都要涉及到抽油杆。油井的深度般都在几百米或者上千米，而抽油杆的长度长的也就十几米，所以就需要将很多抽油杆组装在起才能达到需要的深度。而长度这么长如果安装前在地面先安装好的话需要很大的空间，而且组装好再往井下放可操作性也不大，所以就需要把抽油杆边安装边组装。发生故障的时候需要取出抽油杆也必须把抽油杆提出节卸下节。这个时候就需要在组装和拆卸的时候需要把还留在井中的部分固定住，不能让剩下的部分掉进井里。这个驱动装置必须能够实现这个功能。上述三个问题是这次设计必须要解决的三个主要问题，还存在下细节问题需要解决。比如螺杆泵驱动装置在工作中不仅要传递扭矩给抽油杆柱，因为抽油杆自身有重量，而且数十根上百跟的抽油杆组装在起这个重量是不能忽略的，同时螺杆泵工作的目的就是为了将地下的油抽到地面上，液体的重量也是必须考虑的，所以需要装置能够承受抽油杆柱和举升液体的重力。.结构设计首先，为了能够承受抽油杆柱自身的重力和举升油液混合物的重力，借鉴国内外的支撑装置通常采用在电机内部安装承载轴承直接承受轴向载荷和润滑脂润滑轴承的方式，可是这样的设计方案却存在定的弊端，因为直接把直驱电机当成了主要承载部件，主承载轴承采用脂润滑方式冷却效果比较差，这样在定程度上使故障发生的几率增高。形成泵的密封腔室。当螺杆旋转时，靠近吸入室的第个工作室的容积逐渐增大，形成负压，在压差的作用下液体被吸入工作室。。螺杆每转周，密封腔内的液体向前推进个螺距，随着螺杆的连续转动，液体螺旋形方式从个密封腔压向另个密封腔，最后挤出泵体。随着螺杆的继续转动，工作腔容积不断增至最大后，这个工作室封闭，并将液体沿轴向推向压出室。与此同时上下两个工作室教体循环地吸入和排除液体，因此液体被连续不断地从吸入室沿轴向推向压出室。单级螺杆泵实际是种利用螺杆旋体的旋转来吸收和排出粘稠液体的泵，它具有下列特点结构简单工作安全可靠使用维修方便出液连续均匀压力稳定。螺杆泵地面驱动装置的传动原理电机转动通过皮带轮直接传动给减速箱，经减速箱内的队螺旋伞齿轮将运动方向转变，并将旋转运动传递给齿轮轴，由齿轮轴上的凸台传递给方卡子，方卡子将转矩传递给抽油杆，通过油管内抽油杆传递给螺杆泵转子。传统地面驱动螺杆泵的使用条件地面驱动单螺杆采油泵，适用于低粘稀油高粘稠油的水液汽混合体和含砂液体，只要井含气量不致于达到形成柱段气塞的程度，均可保持正常生产，不会产生气锁现象。高油含砂量.，颗粒度，超出规定应进行防砂处理，当油井的砂柱高于米，应于下泵前进行冲砂至井底。原油中含有硫氯及硫化氢含量.。井斜不应大于，油井套管锚定处不应变形，以防坐封不牢。油井要供液充足，泵作业要有足够的沉淀度，以确保井液能适时充满泵腔，以保证螺杆泵的生产和正常使用，般来说，沉淀度不小于。泵转速的选择应取决于原油的粘度和油井的供液量。原油粘度在•以上，泵应选用较低转速，原油粘度高或稠油是，将影响原油进入泵密封腔室的速度，如泵转速过高，不能确保原油适时充满泵密封腔室，则泵流量将会降低，同时还会影响泵的使用寿命，原油粘度在•以下，油井供液充足时，可选用高转速。传统地面驱动螺杆泵驱动装置的构成传统式螺杆泵地面驱动设备由电动机皮带传动机构减速器卡杆器密封机构防倒转机构配电箱等部分构成。电动机三相异步电动机。皮带传动皮带传动将电机的输出动力传递到齿轮箱，皮带轮的传动比为减速箱减速箱将电机提供的动力通过对螺旋伞齿轮传递给光杆，由光杆带动抽油杆及转子，同时承受整个杆柱的轴向负荷。卡杆器在减速箱的下部设有卡杆器和三通，卡杆器在吊装好驱动装置后，上提防冲距绪论.课题来源及意义石油资源因为具有方便运输储存能量密度大燃烧后造成的污染较低等优点而成为世界诸多能源中最重要的能源之。经过工业提炼的柴油汽油等燃油是各种工业运输工具的主要燃料。现如今居民生活主要使用的燃料管道煤气和液化气就是以石油为原料的。轻工业加工农业生产医药纺织等领域生产的塑料合成橡胶合成纤维医疗器械等人们生活的些必不可少的产品都是以石油制品为原料的。像舰艇飞机坦克航天器等象征国力的军事用品主要的燃料来源也是石油，因此，石油资源在个国家发展战略中占有重要的战略地位和经济地位。石油深埋于地下，需要将设备深入到地下来进行开采。石油开采采用的驱动方式主要有电潜泵式抽油机驱动螺杆泵式抽油机驱动游梁式抽油机驱动等。驱动技术的发展对石油工业甚至国家经济起着极其重要的作用。螺杆泵因为具有效率高节能效果明显等优势在最近几年迅速发展，它是种新型的采油设备，它具有重量轻体积小结构简单等优点，螺杆泵的节电率比游梁式抽油机高出，而价格却比游梁式抽油机便宜很多，差不多是它的。螺杆泵抽油机非常适合含气含砂含水量高以及粘稠度高的油田开采，能够有效地克服其它驱动方式容易发生的气锁砂卡现象。螺杆泵因为具有体积小节能效果好机械效率高适应含砂高的油井和产量低的油井还有稠油开采能够适应的各种油藏的工作情况，所以这几年螺杆泵发展非常迅速，在油田开发生产中的作用也越来越重要。螺杆泵采油的动力输出设备是螺杆泵地面驱动装置。定速驱动装置是目前国内油田的螺杆泵抽油机驱动系统主要使用的种驱动装置，它是通过皮带轮与减速箱配合来给单速或双速电动机作减速传动，然后利用伞形齿轮来驱动抽油杆进而带动螺杆泵进行工作。这种装置的转动惯性大有很高的起动转速不能很好地适应起动时的需要。开采重油的情况下较为常用螺杆泵，开采重油对于起动负荷有很大的要求，所以需要个驱动装置能够提供扭矩大转速低的动力来驱动油井中的螺杆泵进行工作。如果按照电机正常运转的情况下所需要的转矩来选择电机功率，就会出现功率无法满足要求而无法起动如果按照电机在刚起动时候的转矩来选择的话，那么在长时间的工作中，又会造成很大的浪费现象，没法给螺杆泵的工作提供个较为合理的参数。除此之外，现在主流的装置不能很好的满足不同工作状况下油井的使用需求，而且就算是同口油井，它的负载也是变化着的，因而转速固定的没法很好的满足不同的油井或者是同个油井在不同的时间时的工作需要，这样也很容易对泵造成损坏。而且常规螺杆泵的驱动装置是通过皮带轮和减速箱来配合进行传送的，在工作中也会造成大量的能量损耗。常规螺杆泵驱动装置依然有很多不足的地方传动效率和系统效率都偏低启动时的转速普遍偏高，转动惯性大，容易发生断杆的危险工作参数不易调整，调速困难不易于维护螺杆泵驱动装置的参数过大，造成很大的能量损耗不能很好的保护自身，需要耗费大量的人力物力来维修和保养。直驱式螺杆泵驱动装置只要研究怎么样来提高螺杆泵驱动装置的可靠性，实现电动机在不需要其它传动机构的情况下直接驱动抽油杆实现螺杆泵驱动电机的电流和电压保护，实现电机方便地控制其输出扭矩能够方便地调节速度。让螺杆泵能够自由随意地控制螺杆泵的驱动速度，为螺杆泵采油工艺的提高做出自己的努力。与此同时，直驱式螺杆泵驱动装置的结构与常规螺杆泵驱动装置不同，对该装置的研究也有重要的理论意义，因此本文研究直驱式螺杆泵驱动装置具有定的实用价值