[发明专利]潜油电机温升测量方法

说明书

（一）技术领域：

本发明涉及一种适用于潜油电机温升测量的方法。

（二）背景技术：

目前在潜油电泵设计时，没有数学模型可以直接测量出电泵在工况情况下工作时潜油电机温度变化的数值。然而温度的变化对潜油电机寿命和可靠性是至关重要要素。为此目前在潜油电泵设计中关于温升测量只是定性估计，而没有方法定量测量。其次如果需要得到潜油电机的温度变化数据，也只能在专业的试验井中，采用专业测量设备，且在拖动额定负载的情况下测得，但这个结果也只能代表被测量电机，在这个特定负载下的温度变化数值，并不具备普遍性，且这过程非常复杂。

（三）发明内容：

本发明的目的在于提供一种潜油电机温升测量方法，它能够解决现有技术的不足。

本发明的技术方案：一种潜油电机温升测量方法，其特征在于它由以下步骤构成：

（1）测量潜油电泵的输出排量Q 、潜油电机外径d和套管内径D；

（2）利用步骤（1）中的三个测量值通过公式v=14.737×Q/（D²-d²）计算得到潜油电机表面流速v ，通过公式β=1-0.3333v得到损耗修正系数β；

（3）测量潜油电机表面面积S、潜油电机总损耗P，以及在标准流速0.2m/s下的表面积修正系数α；

（4）通过公式θ=(P×β)/(S×α)计算潜油电机温度变化量θ。

所述潜油电泵的输出排量Q和潜油电机总损耗P按照GB/T16750标准的要求通过潜油电泵试验获得。

所述表面积修正系数α是在GB/T16750标准指导下，通过保证标准流速0.2m/s前提下对同一系列不同规格的潜油电泵试验获得大量实测温度变化的实际值，再通过θ（θ=(P×β)/(S×α)）计算公式，计算出相同系列不同规格的潜油电机α值，再将这些α值平均后得到该系列产品的表面积修正系数α。

所述潜油电机为456系列潜油电机或540系列潜油电机。

所述456系列潜油电机的表面积修正系数α为0.4018，540系列潜油电机的表面积修正系数α为0.34。

所述潜油电机外径d、套管内径D和潜油电机表面S通过潜油电机参数获得或通过这些参数计算获得。

本发明的优越性在于：该发明可以不通过实际工况试验测量，而通过该方法的测量间接量化准确的得到电泵在实际工况条件下，其潜油电机温升变化情况。该发明降低了潜油电机温升测量的难度和复杂性，提高了潜油电泵设计可靠性，同时延长潜油电泵机组在实际井况中的使用寿命。

（四）具体实施方式：

实施例1：一种456系列54.4kW的潜油电机温升测量方法，其特征在于它由以下步骤构成：

（1）测量潜油电泵的输出排量Q 为350m³/d、潜油电机外径d为116mm和套管内径D为225mm；

（2）利用步骤（1）中的三个测量值通过公式v=14.737×Q/（D²-d²）计算得到潜油电机表面流速v为0.1388m/s，通过公式β=1-0.3333v得到损耗修正系数β为0.9537；

（3）测量潜油电机表面面积S为2.094m²、潜油电机总损耗P为16.9266kW，以及在标准流速0.2m/s下的表面积修正系数α为0.4018；

（4）通过公式θ=(P×β)/(S×α)计算潜油电机温度变化量θ为19.186℃。

该潜油电泵在试验井中实际测量温度变化为18.9℃。对比计算值与实际测量值之间的差值为0.286℃。该误差是由于试验时各种测量误差所产生的，但这个误差在潜油电泵领域是可以接受的工程误差。

实施例2：一种540系列62.1kW的潜油电机温升测量方法，其特征在于它由以下步骤构成：

（1）测量潜油电泵的输出排量Q为324m³/d、潜油电机外径d为137.16mm和套管内径D为225mm；

（2）利用步骤（1）中的三个测量值通过公式v=14.737×Q/（D²-d²）计算得到潜油电机表面流速v为0.1501m/s，通过公式β=1-0.3333v得到损耗修正系数β为0.94997；

（3）测量潜油电机表面面积S为2m²、潜油电机总损耗P为13.043kW，以及在标准流速0.2m/s下的表面积修正系数α为0.34；