螺杆泵机械式无级变速驱动装置及其自动控制系统设计摘要
煤层气井排采工艺技术及排采设备是保证煤层气井长期连续稳定排采的重要因素。螺杆泵排采系统由于其在排量调节、防砂防气等方面的优点,在煤层气井排采工艺中得到了推广应用。本文在对煤层气井排采原理、排采特点和对排采设备的要求分析的基础上,以提高螺杆泵排采系统的适应性为目标,对螺杆泵排采工艺技术进行研究。首先分析螺杆泵排采系统的组成及其在煤层气井中的适应性,根据煤层气井排采实践,分析螺杆泵排采系统存在的问题,从固体颗粒、气体的产出、螺杆泵抽空现象、下泵深度的选择等方面分析对螺杆泵工作性能的影响,并提出相应的改进措施。根据煤层气井排采的特殊性,提出无级调速技术以提高螺杆泵的适应性。无级调速技术使螺杆泵的工作参数可以无级调节,以适应煤层气井不同排采阶段的排水量要求,减少螺杆泵进行有级调速或换泵作业带来的排采中断,增强了控制井下动液面高度和井底流压以及防抽空的能力,提高了螺杆泵的排采效率及其适应性。针对燃气发动机驱动的螺杆泵排采系统,提出机械式无级调速方案。设计中采用宽V带式无级变速机构实现驱动装置转速的无级调节,并对其调速范围、传动能力和工作特性进行分析,设计了一套螺杆泵地面机械式无级调速驱动装置。并根据智能排采控制原理,以煤层气井井底流压的控制为核心,针对机械式无级调速驱动装置,设计自动调速控制系统,实现了螺杆泵在排采过程中工作转速的及时自动调节,实现煤层气井排采工作制度的智能调整。
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