永磁力矩电机在油气钻采井下工具中的应用及发展趋势

摘要

永磁力矩电机具有转矩密度高、响应速度快、过载能力强、高效节能等优点,是一种有着巨大发展潜力的动力驱动装置,在工业生产和日常生活等诸多领域具有广泛应用前景.针对目前永磁力矩电机在油气钻采井下智能工具中的应用概况及技术需求,首先简要介绍永磁力矩电机的结构组成及工作原理;其次阐述当前永磁力矩电机在油气钻采井下工具领域的应用情况,包括井下智能滑套、井下封隔器、井下配水器和井下防喷器,系统地介绍了各类井下工具的结构特点和永磁力矩电机的驱动特性,总结出永磁力矩电机作为井下工具的动力源,其结构尺寸主要受井下高温高压的密闭封装环境、油管直径和便于传动等因素的限制,在井下工具驱动中还存在永磁力矩电机的磁功率效率低、耐高温高压能力弱、电源可靠性低等主要瓶颈问题;最后基于这些研究现状和瓶颈问题,探讨今后该类电机在油气钻采井下工具领域的主要研究方向及发展趋势,建议开展增大永磁力矩电机单位长度输出力矩、耐高温设计、电源优化、新型永磁体材料研发等方面的研究,以满足井下工况需求,进一步扩大潜在市场.