一种潜油电机机组井下工况测试系统及方法

技术领域

本发明涉及一种潜油电机机组井下工况测试系统及方法，属于潜油电机试验技术领域。

背景技术

对潜油电机进行疲劳耐久试验的目的是为了验证电机设计精度及在装配过程中的安装精度，保证电机能够平稳、持续的运转。杜绝出现在正常工作状态下，电机零件磨损严重，发热异常等现象。现在国内现在给潜油电机做疲劳耐久试验普遍采用的是，井外横置式。将潜油电机横置放在测功机试验架上进行试验。潜油电机没有真正进行抽油或抽水的动作，且暴露在空气中，与实际的散热条件不符，因此上述试验不能很好地模拟实际的井况，对试验数据造成影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种潜油电机机组井下工况测试系统及方法，将潜油电机机组放到充满液体的试验井中进行试验，同时大扭矩电机能够提供反向扭矩，添加阻力，从而更加真实地模拟正常工作状态，解决背景技术中存在的问题。

本发明的技术方案是：

一种潜油电机机组井下工况测试系统，包含大扭矩电机、扭矩传感装置、专用测功机和潜油电机机组，所述潜油电机机组设置在试验井内，试验井中充满液体，大扭矩电机设置在试验井的井口上方，大扭矩电机与潜油电机机组之间通过扭矩传感装置连接，扭矩传感装置与专用测功机匹配连接；大扭矩电机为低转速大扭矩电机，大扭矩电机与潜油电机机组的旋转方向反向，大扭矩电机为潜油电机机组提供反向扭矩，模拟实际钻进中的阻力，试验潜油电机机组的耐疲劳、耐久性。

所述扭矩传感装置包含扭矩传感器下连接件、扭矩传感器和扭矩传感器上连接件；潜油电机机组的输出轴通过连接花键套与扭矩传感器下连接件连接，扭矩传感器下连接件与扭矩传感器下端连接，扭矩传感器上端与扭矩传感器上连接件连接，扭矩传感器上连接件通过扶正轴承和联轴器与大扭矩电机的输出轴连接。

所述大扭矩电机通过井口连接法兰和电机连接法兰固定到试验井的井口上。

所述扭矩传感器设置在扭矩传感外壳内，防止扭矩传感器损坏。

所述潜油电机机组的输出轴通过保护器与连接花键套连接，防止潜油电机机组损坏。

所述扶正轴承保证系统的轴向跳动，能够减少磨损和无用功。

一种潜油电机机组井下工况测试方法，采用上述潜油电机机组井下工况测试系统，步骤如下：

首先将试验井中注满液体，模拟实际井况；将需试验的潜油电机机组、扭矩传感装置和大扭矩电机连接好，将潜油电机机组下放至试验井内，然后将大扭矩电机通过井口连接法兰和电机连接法兰固定到试验井的井口上；

启动需试验的潜油电机机组，潜油电机机组将试验井中的液体抽出，潜油电机机组通过输出轴向上传递扭矩，同时启动大扭矩电机，大扭矩电机旋转方向与潜油电机机组旋转方向相反，大扭矩电机转速低、扭矩大，给潜油电机机组提供一个反向扭矩，模拟实际钻进中的阻力，对潜油电机机组的疲劳耐久性进行试验；扭矩传感器将扭矩数值的大小传送到专用测功机中，同时潜油电机机组的各项参数也会通过相应传感器传送到专用测功机中，均做好试验记录。

所述潜油电机机组的各项参数为潜油电机机组温度、电压、电流、功率因数和有功功率。

在给定潜油电机机组的额定扭矩为300N.m，转速为180r/min的情况下，进行潜油电机机组的疲劳耐久性试验。

所述大扭矩电机、专用测功机、保护器、扭矩传感器、扶正轴承等部件均为本领域公知公用的设备。

本发明的有益效果：将潜油电机机组放到充满液体的试验井中进行试验，潜油电机能够将试验井中的水抽出来，模拟实际井况；顶部的大扭矩电机通过连接件将反向扭矩传递给潜油电机机组，给潜油电机机组添加阻力，从而更加真实地模拟实际的井况，同时扭矩传感器将扭矩数值的大小传送到专用测功机中，潜油电机机组的各项参数通过相应传感器传送到专用测功机中，得出的试验数据更加准确。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明剖视图；

图中：地面1、井口2、井口连接法兰3、电机连接法兰4、大扭矩电机5、专用测功机6、潜油电机机组7、连接花键套8、扭矩传感器下连接件9、扭矩传感器10、扭矩传感器上连接件11、扶正轴承12、联轴器13、扭矩传感外壳14。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明作进一步说明。

一种潜油电机机组井下工况测试系统，包含大扭矩电机5、扭矩传感装置、专用测功机6和潜油电机机组7，所述潜油电机机组设置在试验井内，试验井中充满液体，大扭矩电机5设置在试验井的井口2上方，大扭矩电机5与潜油电机机组之间通过扭矩传感装置连接，扭矩传感装置与专用测功机6匹配连接；大扭矩电机5为低转速大扭矩电机，大扭矩电机5与潜油电机机组的旋转方向反向，大扭矩电机为潜油电机机组提供反向扭矩，模拟实际钻进中的阻力，试验潜油电机机组的耐疲劳、耐久性。

所述扭矩传感装置包含扭矩传感器下连接件9、扭矩传感器10和扭矩传感器上连接件11；潜油电机机组的输出轴通过连接花键套8与扭矩传感器下连接件9连接，扭矩传感器下连接件9与扭矩传感器10下端连接，扭矩传感器10上端与扭矩传感器上连接件11连接，扭矩传感器上连接件11通过扶正轴承12和联轴器13与大扭矩电机5的输出轴连接。

所述大扭矩电机5通过井口连接法兰3和电机连接法兰4固定到试验井的井口2上。

所述扭矩传感器10设置在扭矩传感外壳14内，防止扭矩传感器损坏。

所述潜油电机机组的输出轴与保护器连接，保护器的轴与连接花键套8连接，防止潜油电机机组损坏。

所述扶正轴承12保证系统的轴向跳动，能够减少磨损和无用功。

一种潜油电机机组井下工况测试方法，采用上述潜油电机机组井下工况测试系统，步骤如下：

首先将试验井中注满液体，模拟实际井况；将需试验的潜油电机机组、扭矩传感装置和大扭矩电机5连接好，将潜油电机机组下放至试验井内，然后将大扭矩电机5通过井口连接法兰3和电机连接法兰4固定到试验井的井口2上；

启动需试验的潜油电机机组，给定潜油电机机组的额定扭矩为300N.m，转速为180r/min。潜油电机机组工作，将试验井中的液体抽出，潜油电机机组通过输出轴向上传递扭矩，同时启动大扭矩电机5，大扭矩电机5旋转方向与潜油电机机组旋转方向相反，大扭矩电机5转速低、扭矩大，给潜油电机机组提供一个反向扭矩，模拟实际钻进中的阻力，对潜油电机机组的疲劳耐久性进行试验；扭矩传感器10将扭矩数值的大小传送到专用测功机6中，同时潜油电机机组的各项参数也会通过相应传感器传送到专用测功机6中，如潜油电机温度、电压、电流、功率因数、有功功率等参数，均做好记录。所述相应传感器为测温、测压、测流等传感器，设置在潜油电机机组内。