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目前,偏置卧式皮带加齿轮变速驱动装置是螺杆泵采油应用的主要类型。这种驱动装置存在电机偏置距离大,对井口的作用力大,振动大;传动比受限;皮带传动丢转;更换皮带增加成本等缺点。同时,由于其采用皮带传动,反转装置失效时,旋转的皮带轮在高转速下容易飞出,给现场操作人员带来极大安全隐患。为更好的适应油田开发现状,提高螺杆泵的工作效率,本文提出一种能够克服螺杆泵常规驱动结构缺点的新型螺杆泵永磁直驱地面驱动装置。采用立式空心轴永磁无刷直流电机驱动系统替代现有的异步电机驱动系统,直接驱动螺杆泵光杆,系统结构简单、效率高,克服了传统螺杆泵维修量大,调参困难,易断杆等缺点。通过在控制箱内设计制动单元使螺杆泵永磁直驱无论是在洗井过程或者反转释放过程中产生的能量均通过制动单元释放掉。现场试验表明反转装置的安全性、可靠性得到大幅度提高,为螺杆泵永磁直驱装置在油田的推广应用打好坚实基础。 主要工作体现在以下几个方面:螺杆泵永磁直驱驱动装置工作原理;永磁无刷直流电机设计;智能控制器设计;传感器设计;刹车装置设计;密封系统设计。 本文的研究工作在新型螺杆泵永磁直驱地面驱动装置开发方面做出了积极而有效的探索,对促进我国螺杆泵行业的发展具有重要意义。