线形电机吸取泵隐含的情况和应对方式

直线电机抽油泵存在的问题

2005201，在大庆油田进行的直线电机抽油泵的现场试验

比较成功，运转至今，产液量为

9t/d，产油量为 2t/d.与同类型普通抽油泵相比，节电

4111%，泵效提高 6511%，系统效率提高 9.3%。
　　由此看来，直线电机抽油泵在节能、增效等方面还是比较明显的。尽管直线电机抽油泵
在试验中获得了成功，将数控系统移植到直线电机抽油泵中兼有利弊，从调研情况来看，
直线电机抽油泵系统与柱塞泵结构

a）地面控制系统与井况的矛盾抽油泵长期工作于井下 ，

井底系统结构应尽量简单、耐用、可靠，将监测装置置于抽油泵以下，由于井底环境相对恶
劣，一方面监测部件容易受损，信号损失相对较大，控制精度降低；另一方面，泵挂深度
同时受到制约。从而形成智能控制和耐受性要求的矛盾。
　　

b）电机的工作方式与同容量旋转电机相比，直线电机的效率和功率因数要低，尤其在

低速时比较明显，采用电机动子直接推动柱塞工作，电机输出功率、出力要求相对较大，假
设泵挂深度达到

1500～2000m，电机功率就要高达 30kW，出力要求大于 19kN，因此，电

机动子的承载方式不甚合理。
　　

c）电机的结构与泵的结构限制方案中采用的电机结构与柱塞泵结合使用，泵挂深度受

到限制。
　　计算分析表明，直线电机的推力与电机的体积、质量成正比，泵挂深度过大，直线电机
的长度、质量增加，以相同泵径的柱塞泵为例，下泵深度超过

1000m，直线电机长度就要达

到

9～12m，而且冲程、冲次受到限制，实际在试验中泵挂深度均在 600～1000m 之间，直

线电机的长度在

6～9m 左右。增大电压可以提高电机推力，但达到磁饱和时再增加电压，

推力增加不明显，随着电流的增加，电机温度升高，容易烧损电机。因此，电机的结构应当
适当改进，同时根据电机的工作特点合理设计抽油泵的结构。
　　

e）电机的保护措施尚待完善直线电机特别是直线感应电动机的起动推力受电源电压的

影响较大，需要采取相关措施保证电源的稳定或改变电机的有关特性来减少或消除这种影
响。
　　

f）直线电机耐温要求、密封性能以及散热性能的相互关系泵挂深度达到 3000m 时，直

线电机的耐温等级就要达到

H 级或更高，电缆和电机绝缘效果要求同时提高，密封耐压大

于

20MPa.目前的技术条件已经能够解决电机本身的散热与密封问题，控制系统能够满足对

井下液位、压力等参数的实时监控，但上述电机工作方式不利于散热，同时采用直线电机直
接驱动柱塞工作，会加剧动子对定子的损伤，降低使用寿命。试验表明，对系统影响最大的
是柱塞泵的泵效问题，柱塞泵的泵阀直接关系到系统的工作性能优劣，密封失效、气堵使系
统工作效率降低或者根本就不出油。
　　

g）其他方面的问题潜油电机与抽油泵中存在的问题，在直线电机抽油泵中也同时存在。

潜油电机的地面监测与控制问题、线路损失、抽油泵中的泵阀失效以及偏磨问题的解决有助
于直线电机抽油泵类似问题的解决。相比之下，潜油电泵和其他抽油泵的研究相对成熟，直
线电机抽油泵的研发应当借助目前较为成熟的实用技术。由于其兼具潜油电泵和普通抽油泵
的优势，从理论上讲，直线电机抽油泵的泵挂深度完全可以达到

6000m，甚至更高。

　　直线电机抽油泵的改进结构系统整体结构与工作原理改进后的直线电机抽油泵同样由
电源、地面控制部分和井下部分组成，井下部分主要由直线电机、往复式抽油泵、保护器

3 部

分构成。按照装配顺序，其剖视图与外形如，主要包括法兰盘、端盖、外箍、定子、动子、滑动
轴承、换向器、压线螺母、引线压线装置、固定限位器、外管接头、拉杆、环形阀、外管、柱塞、缸
套、游动阀、接箍、固定阀、筛管、防砂帽等。