一、成果概述：

团队在低速大扭矩（推力）永磁同步旋转（直线）电机及其直接驱动的新型采油装备机电一体化方向已有 21 年的研究经验，研究方法、理论、技术逐步深入。此次拟进行产业化的成果包含 1 项美国发明专利、8 项国家发明专利以及 18 项实用新型专利，涵盖低速大扭矩永磁同步旋转电机及其驱动的抽油机、永磁电机直驱式螺杆泵地面驱动装置、潜油永磁同步电机及其直驱螺杆泵采油系统、圆筒形潜油永磁直线电机直驱柱塞泵采油系统、高速潜油永磁同步电机电泵系统等成套装备技术以及关键部件核心技术。

二、技术特点及技术指标：

与传统的油气钻采装备相比，永磁电机直驱式钻采油气装备采用高效率、高功率密度的永磁同步电机代替三相异步潜油电机进行驱动，主要有以下优势：永磁同步电机采用永磁体励磁代替电励磁，在效率、功率密度、功率因数等方面具有一定的优势；省掉了齿轮减速器，有效缩短了传动链长度，减少了故障点，进一步提高效率。

三、应用领域：

2020 年我国石油、天然气对外依存度分别攀升至 73%和 43%，严重威胁国家能源安全，加大油气资源勘探开发力度已成为国家重大战略需求，具有原油粘度高、埋藏深、供液能力差特性的超深井、稠油藏成为新的油田开发主战场，对机采设备提出了新的挑战。但随着国内油田开发的不断深入，低渗透、稠油藏所占比例越来越高，原油粘度高，油层供液能力差。为了适应这种低产能现状，油田开始采用小泵深抽工艺（泵排量 50m³/d 左右、下泵深度 3000m 上下），使油井生产与油层供液达到供采平衡，提高原油采收率，保持长期稳产，节能增效。陆上油田目标国内为长庆油田、胜利油田、辽河油田、塔里木油田等以稠油井为主的油田。国外为沙特阿拉伯、哈萨克斯坦、塔萨克斯坦、阿曼等中东地区油田以及美国、加拿大等北美油田，应用情景分为三种：一是替代游梁式抽油机井；二是替代带行星齿轮减速器的电潜螺杆泵井；三是新开发井。长庆油田目前已跃升为国内第一大油气田，近几年每年新增钻井 6000 口左右，以气井、致密油、稠油井为主。辽河油田目前年产原油 1000 万吨，以稠油生产为主，经过多年开发，水平井比重越来越大；拥有采油井 22000 余口，举升方式以有杆泵采油为主，少量井采用螺杆泵和电潜泵生产，分别占机采井数的 85%和 1.8%，电潜泵占 0.6%，其余的采油方式为自喷和捞油，占总井数的 1%和11.4%。塔里木油田近几年油气当量在 2500 万吨左右，且正处在上升期，近几年每年新增钻井 150口左右，以深井、稠油井为主。这三大油田的稠油井和水平井均是潜油永磁同步电机直驱螺杆泵采油系统的应用目标。除去现用的地面采油装备以及压裂、二氧化碳驱等采用方式，预计潜油永磁同步电机直驱螺杆泵采油系统的市场规模在 3000 口井左右。