一种具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统的制作方法

1.本发明涉及石油工程技术领域，具体涉及一种具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统。


背景技术：

2.电动潜油泵是石油工程中常用的人工提升方式，是一种无杆式抽油机，具有出液量大的优点。应用范围仅次于游梁式或皮带式抽油机，尤其是在海上油田和陆上深井应用较多，最大井挂深度已达5000米。
3.电动潜油泵需要置于井筒中，被井下油液浸没；因此，电机需要做成细长形并由电机油密封绝缘。动力通常采用交流异步电机，由井上交流电源驱动；泵体一般采用一级或多级离心式泵，以满足扬程需要。
4.离心式泵的最佳节能措施是变频调速，电动潜油泵的变频调速得到了应用。随着井下液位变化进行功率调整时，变频单元一般安装于井上，通过交流电缆输送至井下电机。交流电缆长度由潜油泵的井挂深度决定，当电缆长度增加时，电容电流增大，电压降增加致使变频器输出电压和电流加大、控制能力变弱；同时，变频器高频载波通过电缆传输到电机接线端，波的折反射致使调制载波脉冲电压升高，导致电机绝缘容易损伤。
5.以上问题，致使电动潜油泵的变频调速应用受到严重限制，并降低了电动潜油泵井的可靠性。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的问题，本发明提出一种具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统，本发明能够解决井上变频器电压降和高频脉冲过电压的技术问题，提高系统的可靠性和效率。
7.具体地，本发明提供了一种具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统，包括：整流单元、直流电力电缆、逆变单元、潜油泵、交流电机和第一控制单元；
8.其中，所述整流单元位于井口上方，用于将电网交流电源转换为直流电源，并通过所述直流电力电缆送至位于油井下的所述逆变单元和所述第一控制单元，以输出变压变频交流供所述交流电机驱动所述潜油泵工作，使得所述潜油泵提升油液到井口；其中，所述第一控制单元控制所述逆变单元的输出电压和频率；
9.其中，所述逆变单元和所述第一控制单元置于耐压密封散热壳内，所述耐压密封散热壳内充满绝缘油液，通过内部循环将所述逆变单元和所述第一控制单元中的电子器件的发热传递到耐压密封散热壳外，并与耐压密封散热壳外的油液换热；或，所述逆变单元和所述第一控制单元与所述交流电机的外壳一体设置，所述逆变单元和所述第一控制单元浸入所述交流电机的油液中，并通过所述交流电机的油泵强制散热。
10.进一步地，所述耐压密封散热壳包括圆筒和位于圆筒外围的散热翅片，所述散热翅片围绕所述圆筒呈360
°
辐射状分布；所述圆筒内充满绝缘油液；所述散热翅片用于对所
述圆筒内的绝缘油液进行散热。
11.进一步地，所述散热翅片呈波浪状结构且所述散热翅片上均匀分布有散热孔。
12.进一步地，所述散热翅片上设置有垂直于散热翅片的呈波浪状结构的散热翅片。
13.进一步地，所述耐压密封散热壳包括密封箱体结构和位于所述密封箱体结构外围的散热片结构，所述密封箱体结构内充满绝缘油液；所述散热片结构用于对所述密封箱体结构内的绝缘油液进行散热。
14.进一步地，所述散热片结构包括第一预设数量的呈波浪状的第一散热条，所述第一散热条分布在所述密封箱体结构的外围，且各所述第一散热条与所述密封箱体结构呈垂直关系。
15.进一步地，所述散热片结构还包括第二预设数量的呈波浪状的第二散热条，所述第二散热条与所述第一散热条垂直设置，且距所述密封箱体结构外围面的距离大于第一阈值。
16.进一步地，对于第一散热条，设置两个以上的第二散热条与所述第一散热条垂直设置，且每两个相邻的平行的第二散热条之间的距离大于第二阈值。
17.进一步地，第一散热条和/或第二散热条上设置有预设数量的散热孔；
18.和/或，
19.第一散热条和/或第二散热条上连接有由疏密相间、长短不一的多个翅叶之组成的散热翅片。
20.进一步地，所述密封箱体结构外围的各个面上分别设置有多个插入孔，所述插入孔用于供第一散热条插入至所述密封箱体结构。
21.进一步地，所述耐压密封散热壳的抗压能力根据所述潜油泵的泵挂深度对应的压力确定；
22.和/或，
23.所述耐压密封散热壳的热交换能力根据所述潜油泵的泵挂深度对应的温度和所述逆变单元和所述第一控制单元内的电力电子功率器件的散热量的要求确定；
24.和/或，
25.所述逆变单元和所述第一控制单元内的电力电子功率器件根据所述耐压密封散热壳内的最高温度确定。
26.进一步地，所述逆变单元和所述第一控制单元内的电力电子功率器件采用碳化硅器件。
27.进一步地，所述第一控制单元根据井下电动机运行、井下液位和/或井上出液数据，控制所述逆变单元和所述交流电机运行；
28.其中，所述第一控制单元具体用于根据井下液位的下降或井上出液效率或出液量或电量的下降，下调逆变器输出到交流电机的频率，以降低输出功率；和/或，根据井下液位的升高或井上出液效率或出液量或电量的升高，提高逆变器输出到交流电机的频率。
29.由上述技术方案可知，本发明提供的具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统，通过将逆变单元和控制单元置于井下电机侧，将传统电动潜油泵的工频或变频交流供电改为直流供电，有效降低了供电电流从而降低了电能损失，逆变单元与交流电机的电气距离极短，控制能力明显增强，并且避免了pwm调制脉冲长距离传输和折反射引起的过电
压，改善了交流电机的运行状况。在本发明中，逆变单元和第一控制单元位于耐压密封散热壳内，有效解决了电力电子和控制器件的散热、绝缘和抗压力问题，为实现井下使用提供了可行的技术方案。此外，在本实施例中，将逆变单元和第一控制单元与交流电机的外壳一体设置，使得逆变单元和第一控制单元浸入交流电机的油液中，并通过交流电机的油泵强制散热，从而有效解决了电力电子和控制器件的散热、绝缘和抗压力问题，为实现井下使用提供了可行的技术方案。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
31.图1是本发明一实施例提供的具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统的结构示意图；
32.图2是本发明一实施例提供的耐压密封散热壳的结构示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
34.图1示出了本发明一实施例提供的具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统，包括：整流单元10、直流电力电缆20、逆变单元30、潜油泵40、交流电机50和第一控制单元60；所述整流单元10位于井口上方，用于将电网交流电源转换为直流电源，并通过所述直流电力电缆20送至位于油井下的所述逆变单元30和所述第一控制单元60，以输出变压变频交流供所述交流电机50驱动所述潜油泵40工作，使得所述潜油泵40提升油液到井口；其中，所述第一控制单元60控制所述逆变单元30的输出电压和频率；
35.其中，所述逆变单元30和所述第一控制单元60置于耐压密封散热壳内，所述耐压密封散热壳内充满绝缘油液，通过内部循环将所述逆变单元30和所述第一控制单元60中的电子器件的发热传递到耐压密封散热壳外，并与耐压密封散热壳外的油液换热；或，所述逆变单元30和所述第一控制单元60与所述交流电机50的外壳一体设置，所述逆变单元30和所述第一控制单元60浸入所述交流电机50的油液中，并通过所述交流电机50的油泵强制散热。本实施例提供的具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统，通过将逆变单元和控制单元置于井下电机侧，将传统电动潜油泵的工频或变频交流供电改为直流供电，有效降低了供电电流从而降低了电能损失，逆变单元与交流电机的电气距离极短，控制能力明显增强，并且避免了pwm调制脉冲长距离传输和折反射引起的过电压，改善了交流电机的运行状况。
36.在本实施例中，所述第一控制单元60、所述逆变单元30和所述交流电机50位于井筒中。
37.在本实施例中，可以利用降压变压器将电网高压转换为整流单元10的输入电压，
整流单元10输出直流电源，通过直流电力电缆20送至井下挂泵处。
38.在本实施例中，潜油泵40、交流电机50、逆变单元30和第一控制单元60连为一体，交流电机50通过联轴器驱动潜油泵40。逆变单元30和第一控制单元60处于交流电机50下方或潜油泵40上方，置于耐压密封散热壳内，并与直流电力电缆20相连，输出变频变压交流电源驱动交流电机50。
39.在本实施例中，可以理解的是，逆变单元30与交流电机50的距离小于第一阈值。
40.在本实施例中，可以理解的是，对于散热处理的第一种并列方案“所述逆变单元30和所述第一控制单元60置于耐压密封散热壳内，所述耐压密封散热壳内充满绝缘油液，通过内部循环将所述逆变单元30和所述第一控制单元60中的电子器件的发热传递到耐压密封散热壳外，并与耐压密封散热壳外的油液换热”，本实施例为确保逆变单元30和第一控制单元60的密封、绝缘和散热，将逆变单元30和第一控制单元60置于耐压密封散热壳内，由于耐压密封散热壳内充满绝缘油液，通过内部循环将逆变单元30和第一控制单元60中的电子器件的发热传递到耐压密封散热壳外，并与耐压密封散热壳外的油液换热，从而实现密封、绝缘和散热的功能。
41.在本实施例中，可以理解的是，所述耐压密封散热壳的抗压能力超过所述潜油泵的泵挂深度的压力且与所述潜油泵的泵挂深度的压力的差值大于预设值。
42.在本实施例中，可以理解的是，逆变单元30和第一控制单元60对应的耐压密封散热壳的耐压能力应按照井下油液压力选择并留有一定安全裕量。
43.在本实施例中，可以理解的是，所述耐压密封散热壳内充满绝缘油液，通过内部循环将电子器件的发热传递到外壳，并进一步与外部油液换热，应通过计算，确定外壳散热面积并留有一定裕量。最优的，密封外壳布置于电机侧时宜与交流电机内部联通，并选用与电机一致的油液，通过电机油循环散热。
44.在本实施例中，可以理解的是，逆变单元30、第一控制单元60的使用温度应高于井下温度10k以上，以满足散热条件，通常情况下为：井深与井温2000米65℃、3000米85℃、4000米100℃的要求。优选地，高温功率器件可以选择碳化硅器件。
45.此外，应通过计算，优化逆变单元30和第一控制单元60对应的耐压密封散热壳的尺寸和井筒直径等参数，减少对外部油液流动能力的影响。
46.在本实施例中，可以理解的是，对于散热处理的第二种并列方案“所述逆变单元30和所述第一控制单元60与所述交流电机50的外壳一体设置，所述逆变单元30和所述第一控制单元60浸入所述交流电机50的油液中，并通过所述交流电机50的油泵强制散热”，具体做法可以是把交流电机的外壳加长，下部分增加驱动逆变单元和第一控制单元，交流电机引线直接连接逆变单元的输出，外部直流及控制电缆连接逆变单元的输入和控制部分。由此可见，本实施例通过第二种并列方案这种处理方式，不需要增加额外的散热密封结构，只需将逆变单元和第一控制单元与交流电机的外壳一体设置即可，这样使得逆变单元和第一控制单元浸入交流电机的油液中，并通过交流电机的油泵强制散热，从而一并实现了密封、绝缘和散热，且在整体上简化了结构。
47.需要说明的是，本实施例提供的具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统，通过将逆变单元和控制单元置于井下电机侧，将传统电动潜油泵的工频或变频交流供电改为直流供电，有效降低了供电电流从而降低了电能损失，逆变单元与交流电机的电气距离
极短，控制能力明显增强，并且避免了pwm调制脉冲长距离传输和折反射引起的过电压，改善了交流电机的运行状况。此外，在本实施例中，逆变单元和第一控制单元位于耐压密封散热壳内，有效解决了电力电子和控制器件的散热、绝缘和抗压力问题，为实现井下使用提供了可行的技术方案。此外，在本实施例中，将逆变单元和第一控制单元与交流电机的外壳一体设置，使得逆变单元和第一控制单元浸入交流电机的油液中，并通过交流电机的油泵强制散热，从而有效解决了电力电子和控制器件的散热、绝缘和抗压力问题，为实现井下使用提供了可行的技术方案。
48.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述耐压密封散热壳包括圆筒和位于圆筒外围的散热翅片，所述散热翅片围绕所述圆筒呈360
°
辐射状分布；所述圆筒内充满绝缘油液；所述散热翅片用于对所述圆筒内的绝缘油液进行散热。
49.在本实施例中，如图2所示，所述耐压密封散热壳包括圆筒和位于圆筒外围的散热翅片，所述散热翅片围绕所述圆筒呈360
°
辐射状分布，优选地，为加快散热，所述散热翅片上还可以设置散热孔，其中，对于散热孔的数量不作限制，可以根据需要进行设定。此外，为进一步提高散热速度，本技术创新性地提出在所述圆筒外围设置呈波浪状的散热翅片，相对于直线状的散热翅片，波浪状的散热翅片散热面积更大，因此散热更快，散热效果更好。
50.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述散热翅片上设置有垂直于散热翅片的呈波浪状结构的散热翅片。
51.为进一步提高散热效率，还可以在散热翅片上设置有垂直于散热翅片的呈波浪状结构的散热翅片，以使得新设置的散热翅片协助原有的散热翅片加速散热。采用这种结构，可以使得散热面积进一步扩大，更为重要的是，由于新设置的散热翅片与原有的散热翅片交叉设置，因此，可以帮助从原有的散热翅片中迅速将热量导到新增加的散热翅片上进行散热，由于新增加的散热翅片本身就是很好的散热体，所以这种设置方式有效加速了散热速度，提高了散热效率。
52.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述耐压密封散热壳包括密封箱体结构和位于所述密封箱体结构外围的散热片结构，所述密封箱体结构内充满绝缘油液；所述散热片结构用于对所述密封箱体结构内的绝缘油液进行散热。
53.在本实施例中，将所述耐压密封散热壳设置为箱体结构，目的是为了方便放置逆变单元和第一控制单元，此外，为了避免箱体结构对油液流动造成的干扰，可以在箱体结构外侧涂覆方便油液流动的材料，或，将箱体结构的棱角做抛光、削除等处理。
54.可以理解的是，逆变单元和第一控制单元可以直接放置在密封箱体结构内，也可以以悬挂的方式悬挂在密封箱体结构内，本实施例对此不作限定。
55.在本实施例中，为方便充分散热，可以在所述密封箱体结构外围设置散热片结构，使得散热片结构对密封箱体结构内的绝缘油液进行散热。
56.在本实施例中，可以理解的是，所述密封箱体结构内充满的绝缘油液可以为矿物油，可直接接触电子电气元件，并可防止灰尘水汽等污染电子电气元件，同时，矿物油流动具有较好的导热效果，可将热量快速传递至所述耐压密封散热壳外侧，保证良好的散热结果。
57.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述散热片结构包括第一预设数量的呈波浪状的第一散热条，所述第一散热条分布在所述密封箱体结构的外围，且各所述第一散
热条与所述密封箱体结构呈垂直关系。
58.在本实施例中，创新性地提出在所述密封箱体结构的外围设置呈波浪状的第一散热条，相对于直线状的散热条，波浪状的散热条散热面积更大，因此散热更快，散热效果更好。
59.可以理解的是，所述密封箱体结构的外围每个面上设置的第一散热条的个数可以相同，也可以不同，且一般情况下，每个面至少要设置1个以上或2个以上的第一散热条，以加快散热。
60.可以理解的是，第一散热条的宽度和长度可以根据需要设定，本实施例对此不作限定。此外，对于第一散热条优选金属材质制备而成。
61.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述散热片结构还包括第二预设数量的呈波浪状的第二散热条，所述第二散热条与所述第一散热条垂直设置，且距所述密封箱体结构外围面的距离大于第一阈值。
62.在本实施例中，为进一步提高散热效率，还可以设置与第一散热条交叉设置的第二散热条，以使得第二散热条协助第一散热条加速散热。采用这种结构，可以使得散热面积进一步扩大，更为重要的是，由于与第一散热条交叉设置，因此，可以帮助从第一散热条中迅速将热量导到第二散热条上进行散热，由于第二散热条本身就是很好的散热体，所以这种设置方式有效加速了散热速度，提高了散热效率，可以理解的是，这种增加与第一导热条交叉设置的第二导热条的方式相对于单独增加第一导热条宽度或长度的方式来说，能够更加有效地加速散热速度，提高散热效率。
63.基于上述实施例的内容，在本实施例中，对于第一散热条，设置两个以上的第二散热条与所述第一散热条垂直设置，且每两个相邻的平行的第二散热条之间的距离大于第二阈值。
64.在本实施例中，为进一步提高散热效率，可以为一个或多个第一散热条，设置两个以上的第二散热条，且这些第二散热条平行设置，同时每两个相邻的平行的第二散热条之间的距离大于第二阈值，以保证足够的散热空间。可以理解的是，每个第一散热条均设置两个第二散热条，且这些第二散热条平行设置，同时每两个相邻的平行的第二散热条之间的距离大于第二阈值，采用本实施例这种方式，相对于上一实施例，可以更加迅速地加速散热，可以将位于第一散热条不同位置处(与第二散热条的交叉处)的热量通过第二散热条迅速散掉，从而有效提高了散热效率。
65.基于上述实施例的内容，在本实施例中，第一散热条和/或第二散热条上设置有预设数量的散热孔；
66.和/或，
67.第一散热条和/或第二散热条上连接有由疏密相间、长短不一的多个翅叶之组成的散热翅片。
68.在本实施例中，为进一步提高散热效率，可以在第一散热条或第二散热条上(或两者都设置)设置预设数量的散热孔。
69.可以理解是，在第一散热条或第二散热条上设置散热孔可以有效提高散热效果，使得热量不会堆集到散热条上，而是可以通过散热孔迅速实现热交换，也即散热，从而可以有效提高散热效果。
70.可以理解的是，散热孔的大小、形状和数量均可以根据需要进行设定，例如形状可以为方形、菱形、圆形、三角形等等，本实施例对此不作限定。此外，数量可以是每个散热片上设置至少2个等，本实施例对此不作限定。
71.在本实施例中，为进一步提高散热效果，可以使得第一散热条和/或第二散热条连接由疏密相间、长短不一的多个翅叶之组成的散热翅片，散热翅片上的各翅叶以长短不一，且疏密相间的方式进行排布。经过实验验证，各翅叶之间以长短不一、疏密相间的方式进行排布，可以有效提高散热翅片的散热效果。
72.可以理解的是，根据散热需求，可以在全部第一散热片、部分第一散热片、全部第二散热片、部分第二散热片上设置由疏密相间、长短不一的多个翅叶之组成的散热翅片，本实施例对此不作限定。
73.可以理解的是，添加散热孔的方案和添加散热翅片的方案可以同时进行，也可以独立进行，本实施例对此不作限定。
74.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述密封箱体结构外围的各个面上分别设置有多个插入孔，所述插入孔用于供第一散热条插入至所述密封箱体结构。
75.在本实施例中，为方便安装、拆除散热条，优选地，在密封箱体结构外围的各个面上分别设置有多个插入孔，各个插入孔分别用于供第一散热条插入至所述密封箱体结构内，从而简化安装和拆除第一散热条的相关工作。
76.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述耐压密封散热壳的抗压能力根据所述潜油泵的泵挂深度对应的压力确定。
77.在本实施例中，所述耐压密封散热壳的抗压能力应超过泵挂深度的压力并留有裕量。
78.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述耐压密封散热壳的热交换能力根据所述潜油泵的泵挂深度对应的温度和所述逆变单元和所述第一控制单元内的电力电子功率器件的散热量的要求确定。
79.在本实施例中，所述耐压密封散热壳的热交换能力应进行计算，使得满足泵挂深度的温度和内部器件散热量、温度差的要求，并留有裕量。
80.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述逆变单元和所述第一控制单元内的电力电子功率器件根据所述耐压密封散热壳内的最高温度确定。
81.在本实施例中，所述逆变单元和所述第一控制单元内的电力电子功率器件根据所述耐压密封散热壳内的最高温度选择并留有裕量。
82.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述逆变单元和所述第一控制单元内的电力电子功率器件采用碳化硅器件，以方便适应深井井下的高温。
83.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述具有散热密封功能的电动潜油泵变频驱动系统，还包括：降压变压器70；所述降压变压器70用于将电网高压转换为所述整流单元10的输入电压。
84.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述潜油泵、所述交流电机、所述逆变单元和所述第一控制单元连为一体，所述交流电机通过联轴器驱动所述潜油泵；
85.所述逆变单元和所述第一控制单元处于所述交流电机的下方或潜油泵上方，所述逆变单元和所述第一控制单元置于耐压密封散热壳内，所述逆变单元的一端与直流电力电
缆相连，另一端输出变频变压交流电源驱动所述交流电机。
86.在本实施例中，为实现降温功能，耐压密封散热壳内充满绝缘油液，通过内部循环将电子器件的发热传递到外壳，并进一步与外部油液换热，应通过计算，确定外壳散热面积并留有一定裕量。最优的，密封外壳布置于电机侧时宜与交流电机内部联通，并选用与电机一致的油液，通过电机油循环散热。
87.在本实施例中，可以理解的是，所述逆变单元和控制单元位于井中，采用耐压密封散热壳密封，耐压密封散热壳内部充满绝缘冷却液、流动循环，并通过外部壳体与井中油液交换热量冷却。
88.在本实施例中，可以理解的是，耐压密封散热壳的抗压能力超过所述潜油泵的泵挂深度的压力且与所述潜油泵的泵挂深度的压力的差值大于预设值。
89.在本实施例中，可以理解的是，耐压密封散热壳的外壳热交换能力应根据计算确定，例如可以是满足泵挂深度的温度和内部器件散热量、温度差的要求，并留有裕量。
90.在本实施例中，可以理解的是，第一控制单元和电力电子功率器件应根据井下耐压密封散热壳内的最高温度选择并留有裕量，优选地，深井中的电力电子功率器件宜选择碳化硅器件，适应深井井下的高温。
91.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述交流电机包括异步电动机、永磁电动机或磁阻电动机。
92.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述第一控制单元的电源和所述逆变单元的驱动电路由直流电源提供。
93.基于上述实施例的内容，在本实施例中，所述第一控制单元根据井下电动机运行、井下液位和/或井上出液数据，控制所述逆变单元和所述交流电机运行，其中，所述第一控制单元具体用于根据井下液位的下降或井上出液效率或出液量或电量的下降，下调逆变器输出到交流电机的频率，以降低输出功率；和/或，根据井下液位的升高或井上出液效率或出液量或电量的升高，提高逆变器输出到交流电机的频率。
94.举例来说，例如井下液位下降或井上出液效率(出液量/电量)下降，下调逆变器输出到电机的频率，从而降低功率；反之，提高逆变输出频率。
95.可以理解的是，通过变频驱动并通过井下控制采集电机运行工况，掌握井下液位情况，避免电动潜油泵的低液位的损坏，例如潜油泵内未充满油液时，汽液两相混输，易产生气阻、严重降低泵效；一旦潜油泵干转，冷却循环失效会造成潜油泵电机温度升高而烧毁，并且有发生爆炸的危险。本实施例能够实现电动潜油泵的变频变参数控制，有效降低电源损耗和系统过电压对井下电机的影响。
96.基于上述实施例的内容，在本实施例中，井上和井下之间的通讯方法包括下述任意一种或多种：直流电压模拟控制；直流电力电缆载波通讯数字控制；直流电力电缆复合光纤通讯数字控制。
97.在本实施例中，所述直流电压模拟控制包括：井上通过增加第二控制单元根据井上参数，如整流器输出功率、井下液位和/或井上出液数据等，控制输出直流电源电压，井下第一控制单元监测直流电源的电压调节逆变单元的频率和电压，通过井上参数的反馈实现调节，直流电压的波动范围为90～105％额定电压。
98.在本实施例中，所述直流电力电缆载波通讯数字控制包括：直流电力电缆两侧增
加阻波耦合元件和通讯单元，实现井下井上通讯，以控制所述逆变单元输出频率电压或传输井下参数，如逆变器输出功率、频率，电机或逆变器温度等到井上。
99.在本实施例中，所述直流电力电缆复合光纤通讯数字控制包括：直流电力电缆采用复合光纤电缆和光纤通讯模块，实现井上井下通讯及控制。
100.由此可见，本实施例提出了井上和井下之间的通讯方式，有效解决了控制方法和通讯方式的问题，为实现井下使用提供了可行的技术方案。
101.本实施例中，通过使用将逆变单元和第一控制单元置于井下电机侧，将传统电动潜油泵的工频或变频交流供电改为直流供电，有效降低了供电电流从而降低了电能损失；逆变单元与交流电机的电气距离极短，控制能力明显增强，并且避免了pwm调制脉冲长距离传输和折反射引起的过电压，改善了交流电机的运行状况。
102.由此可见，本实施例能够实现交流电机和逆变单元一体化，解决了现有油井变频驱动电动潜油泵经长电缆的电压降和pwm调制脉冲过电压问题。同时，本实施例还可以实现变频驱动并通过井下控制采集电机运行工况，掌握井下液位情况，避免电动潜油泵的低液位的损坏，例如潜油泵内未充满油液时，汽液两相混输，易产生气阻、严重降低泵效；一旦潜油泵干转，冷却循环失效会造成潜油泵电机温度升高而烧毁，并且有发生爆炸的危险。本实施例能够实现电动潜油泵的变频变参数控制，有效降低电源损耗和系统过电压对井下电机的影响。
103.此外，在本发明中，诸如“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
104.此外，在本发明中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
105.此外，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
106.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和
范围。