潛油電泵井下工作狀況的動態(tài)模擬

1、前 言隨著油田開采時間的延長，含水率的不斷上升，利用電動潛油離心泵來保持或提高油井產量已成為一種發(fā)展趨勢。近幾年來國內外潛油電泵發(fā)展很快。不論是潛油電泵制造技術，機組改造，還是潛油電泵的應用技術和應用水平都有了很大的發(fā)展和提高。在油田生產中，有相當比例的原油是靠潛油電泵生產出來的，特別是蘇聯(lián)，潛油電泵井的產量已達到原油總產量的50，這都充分說明，潛油電泵是機械采油的發(fā)展趨勢。潛油電泵是一種高效率、適合于高產、深井的機械采油設備。由于它排量大、結構簡單、管理方便，目前已成為我國海上油田的主要采油設備。目前國內外應用比較廣泛的人工升舉方法有潛油電泵、有桿泵、水利活塞泵及氣舉。潛油電泵與其他集中人工

2、升舉方法相比較，有其獨到的特點。潛油電泵適應于產液量比較高的油井抽油，一次性投資比較高和受下井深度限制是這種方法的缺點。這種泵一個獨特的應用就是把同一井中上部水層中排出的水轉注到下部的注水層中，用于油田注水能夠有效地利用能量，提高效率。潛油電泵機組可以利用特殊電纜下入油井中，座入預先裝好地標準井筒內，以便誘導液流，當油井達到自噴時再將其起出。這種系統(tǒng)地主要問題時電纜的氣侵。潛油電泵的下井深度主要是受其耐溫等級的限制，下井深度越大，溫度越高，對電機和電纜的絕緣耐溫等級要求越高，這樣潛油電泵的下井深度就受到一定的限制。其次潛油電泵的下井深度還將由廠家提供的電機極限功率來決定，而電機功率則受裝在小直

3、徑機殼中電機軸的限制。例如114.3mm外徑的電機下入140.mm的套管井中，其極限功率為148kw，127mm外徑的電機下入177.8mm套管中，其極限功率為296kw。由于電機散熱條件的限制，潛油電泵不能下在油井射孔井段以下，否則必須采用護罩導流使井液通過電機，解決電機的散熱問題。綜上所述，使用潛油電泵抽油具有以下優(yōu)缺點：潛油電泵的優(yōu)點：1. 大排量采液是這種采油方法的主要優(yōu)點。但是，目前潛油電泵也較多地應用于產液較低地油井。2. 這種泵能把油井中上部水層的水注到下部的注水層中。3. 操作簡單，管理方便，在市區(qū)應用有利于美化環(huán)境。4. 能夠較好地運用于斜井與水平井以及海上采油。5. 容易處

4、理腐蝕和結蠟。6. 容易安裝井下壓力傳感器，并通過電纜將壓力信號傳遞到地面，以便進行壓力測量。7. 檢泵周期較長，油井生產時效相對比較高，利于原油生產。潛油電泵的缺點：1. 潛油電泵下入深度受電機額定功率的限制。油套管尺寸和井底高溫使?jié)撚碗姳玫南氯肷疃仁艿较拗啤４笮透吖β试O備沒有足夠的環(huán)形空間冷卻電機，會造成電機的損壞。2. 由于多級大排量高功率潛油電泵比較昂貴，使得初期投資較高，特別是電纜的費用比較高。如果需要抗腐蝕或耐高溫費用則會更高。3. 由于整套裝置都安裝在井下，一旦出現(xiàn)故障，需要起出全部管柱進行修理，造成作業(yè)費用增加和停產時間過長。4. 井下高溫容易使電纜出現(xiàn)故障，高溫、腐蝕和磨損可

5、能造成電機損壞。高汽油比會使升舉效率降低，而且會因氣鎖使泵發(fā)生故障。5. 動力源僅適應于采用電源。對于沒有電源的零散井，不適用此種采油方式。為了全面掌握潛油電泵井生產時井下機組的工況、保證設備有效工作、延長檢泵周期、提高生產管理技術水平，以及判斷分析故障原因、提高挖掘油井潛力，我們有必要對潛油電泵井下的工作狀況進行動態(tài)模擬。本文將介紹如何利用通用軟件對潛油電泵井下的工作狀況進行動態(tài)模擬。1動態(tài)模擬技術的國內外發(fā)展1.1 國外研究狀況動態(tài)模擬的發(fā)展較穩(wěn)態(tài)模擬略遲。有關動態(tài)模擬研究成果的報道出現(xiàn)于70年代初期，隨著計算機的普及和計算能力的不斷提高，加上近似計算方法（如有限元法、有限差分法、有限體積

6、法等）的發(fā)展，基于數值計算的計算流體力學（CFD）方法形成，并得到了蓬勃的發(fā)展。初期的動態(tài)模擬軟件雖然都取得了很好的效果，但由于處理的變量少，應用范圍狹窄，只能對個別具體裝置進行動態(tài)研究。這一時期尚未能形成通用化的動態(tài)模擬系統(tǒng)。進入80年代后，動態(tài)模擬走向了它的成熟期，眾多動態(tài)模擬軟件紛紛推出，模擬軟件的開發(fā)、研制走向專業(yè)化、商品化。模擬計算的準確性、可靠性大大加強，應用范圍不斷拓寬，功能更加豐富，使用愈加方便。90年代是動態(tài)模擬的深入發(fā)展期，從“離線”走向“在線”，從穩(wěn)態(tài)模擬發(fā)展到動態(tài)模擬和實時優(yōu)化，從單純的離線穩(wěn)態(tài)計算發(fā)展到和工業(yè)裝置緊密相連的動態(tài)模擬。這一時期，動態(tài)模擬得到了長足的發(fā)展，

7、新的模擬軟件不斷問世1。1.2 國內研究狀況我國動態(tài)模擬起始于20世紀60年代末，整個70年代是國內自行開發(fā)模擬軟件的大發(fā)展時期。隨著計算機硬件的飛速發(fā)展，工程技術軟件從限于幾個公式、幾百個語句的程序發(fā)展成為具有良好界面、多種計算機語言、多功能的軟件系統(tǒng)。至70年代末80年代初，國內模擬軟件水平已接近國外的先進水平。更深層次的模擬技術先進控制和動態(tài)模擬，卻起步于20世紀90年代，并且僅僅在為數不多的大型工業(yè)裝置中實現(xiàn)，實時優(yōu)化基本上處于空白。如何趕上世界先進水平，是今后系統(tǒng)工程界值得深入思考的問題。1.3 今后發(fā)展方向當前,我國在過程的模擬計算方面已經進行了一系列工作，并取得了令人矚目的成績。

8、但是，作為較為年輕、發(fā)展最為迅速的子學科領域，還存在著不少問題。目前它在工業(yè)界還沒有得到廣泛的應用。動態(tài)模擬軟件的功能應當與動態(tài)優(yōu)化思路相結合，由于研究經費短缺、研究手段相對落后，流程模擬技術與應用領域的發(fā)展受到了一定程度的限制。從我國的現(xiàn)狀和已有的成果看，針對我國過程工業(yè)調優(yōu)和控制基礎較差的特點，在推行計算機集成過程系統(tǒng)中，只有應用人工智能化的優(yōu)化和控制方法，對現(xiàn)有工業(yè)裝置、測量和控制設備進行特殊要求并降低投資成本，才有可能走出一條低投入、高產出的路子1。近幾年來，國內外已進行了多方面的研究，并開發(fā)出了一些動態(tài)模擬軟件。多媒體環(huán)境下的結構動態(tài)模擬軟件作為結構計算機模擬軟件平臺開發(fā)的方向之一，

9、充分利用文本、圖形、圖像、超文本、三維動畫、音頻和視頻等多種媒體手段。它將科學可視化、臨場感、交互引導結合到一起來產生一種沉浸感，將對象和結果及過程生動地展現(xiàn)于屏幕上，使技術人員得到結果和過程的定性與定量相結合的直觀演示，大大減輕了技術人員的行為難度。但是目前的多媒體環(huán)境下的動態(tài)模擬軟件存在不少問題，無法很好地滿足實際應用的需要2。隨著國際市場的競爭愈演愈烈，人們正在試圖通過改進企業(yè)業(yè)務過程以降低成本，提高產品質量和縮短市場的響應時間，從而保持在競爭中的優(yōu)勢。因此，要在企業(yè)內部將工作過程、人的參與以及二者間的相互作用、軟件與硬件間的相互作用綜合集成起來的同時，將企業(yè)本身與其所生存的環(huán)境相結合，

10、通過過程系統(tǒng)技術與管理的綜合集成來實現(xiàn)過程企業(yè)整個供應鏈的整體優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展，充分發(fā)揮動態(tài)模擬的優(yōu)勢。計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）是今后發(fā)展方向之一。2 潛油電泵工作原理、系統(tǒng)組成及國內外研究現(xiàn)狀2.1 潛油電泵工作原理3潛油電泵是由多級葉導輪串接起來的一種電動離心泵，除了其直徑小長度長外，工作原理與普通離心泵沒有多大差別，原理圖如圖1所示。其工作原理是：當潛油電機帶動泵軸上的葉導輪高速旋轉時，處于葉輪內的液體在離心力的作用下，從葉輪中心沿葉片間的流道甩向葉輪的四周，由于液體受到葉片的作用，其壓力和速度同時增加，在導輪的進一步作用下速度能又轉變成壓能，同時流向下一級葉輪入口。如此逐次地通過

11、多級葉導輪的作用，流體壓能逐次增高而在獲得足以克服泵出口以后管路阻力的能量時而流至地面，達到石油開采的目的。圖1 潛油電泵工作原理圖表述潛油電泵性能的主要參數有：額定排量Q、額定揚程（壓頭）H、額定軸功率P、額定效率、額定轉速n等參數。潛油電泵的額定排量和效率取決于泵型，額定揚程決定于泵型和級數，額定軸功率由額定排量和揚程確定，額定轉速取決于電機結構。2.2 潛油電泵系統(tǒng)組成及作用3潛油電泵采油系統(tǒng)由井下和地面兩大部分組成，如圖2所示。圖2 潛油電泵采油系統(tǒng)組成示意圖1配電盤；2變壓器；3控制柜；4接線盒；5采油樹；6潛油電纜；7測壓閥泄油閥；8大扁護罩；9單流閥；10泵出口；11小扁護罩；1

12、2潛油電泵；13氣體分離器；14保護器；15潛油電機；16PSI/PHD；17扶正器2.2.1 井下系統(tǒng)組成及作用潛油電泵井下系統(tǒng)主要由電機、潛油電泵、保護器、分離器、測壓裝置(PSI/PHD)、動力電纜、單流閥、測壓閥泄油閥、扶正器等組成。2.2.1.1 潛油電機潛油電泵電機又叫潛油電機，它是潛油電泵機組的原動機，一般位于最下端。它是三相鼠籠異步電機，其工作原理與普通三相異步電機一樣，把電能轉變成機械能。但是，它與普通電機相比，具有以下特點：機身細長，一般直徑160mm以下，長度510m，有的更長，長徑比達28.3125.2；轉軸為空心，便于循環(huán)冷卻電機；啟動轉矩大，0.3s即可達到額定轉速

13、；轉動慣量小，滑行時間一般不超過3s；絕緣等級高，絕緣材料耐高溫、高壓和油氣水的綜合作用；電機內腔充滿電機油以隔絕井液和便于散熱；有專門的井液與電機油的隔離密封裝置保護器。潛油電機結構如圖3所示，它由定子、轉子、止推軸承和機油循環(huán)冷卻系統(tǒng)等部分組成。圖3 潛油電機結構示意圖1扁電纜；2止推軸承；3軸；4電纜頭；5注油閥;6引線；7定子；8轉子；9扶正軸承；10殼體；11潤滑葉輪；12濾網；13放油閥（1）定子定子的功能是產生旋轉磁場，將電能轉變成磁能，主要包括定子鐵芯、黃銅夾段和定子繞組等。定子鐵芯是由許多彼此絕緣的圓形硅鋼片重疊而成的，鐵芯內圓周上有用來嵌入繞組導線的玉米形切槽，外圓周電機油

14、循環(huán)的油槽。定子鐵芯橫截面目前有兩種形式，一種是開式結構，一種是閉式結構。黃銅夾段是為了防止轉子扶正軸承被磁化而加入的一段磁阻較大的黃銅。定子繞組是較粗的外面包裹有耐油、氣、水，耐高溫高壓和高絕緣強度材料的均勻銅導線，輸送勵磁電流。繞組制作有兩種方式，一種是工程塑料擠制，一種是薄膜繞包燒結。定子繞組都是星形聯(lián)接，星點結構一般如圖4。 圖4 星點結構示意圖（2）轉子轉子是產生感應電流而受力轉動并將電磁能轉變成機械能的部分，由轉子鐵芯、轉子繞組、短路環(huán)、軸和鍵組成，如圖5所示。同定子一樣，轉子也由許多段組成，每段通過鍵與軸相連，各段轉子間有扶正軸承，扶正軸承與黃銅夾段相對應，轉子的上下端用螺帽或卡

15、簧固定。圖5 潛油電機轉子總成示意圖1短路環(huán)；2油道；3硅鋼片；4扶正軸承；5軸（3）止推軸承由于潛油電機是立式懸掛結構，其軸向載荷由止推軸承承擔。止推軸承除承擔軸向載荷，還承擔因偏轉運動而產生的徑向載荷。潛油電機的止推軸承有兩種，一種是滾動軸承，一種是滑動軸承，見圖6。圖6 潛油電機用止推軸承(a)1雙列向心球面滾子軸承；2單向推力向心球面軸承(b)1動塊；2摩擦墊；3靜塊；4扶正軸承（4）循環(huán)冷卻系統(tǒng)潛油電機冷卻系統(tǒng)由潤滑葉輪、濾網、定子油道、油孔和空心電機軸及電機油等組成，帶走電機定子和轉子在交流和渦流作用下產生的熱量，達到冷卻電機和保護絕緣材料的作用，延長電機壽命。2.2.1.2 潛油

16、電泵潛油電泵為多級離心泵，包括固定和轉動兩大部分。固定部分由導輪、泵殼和軸承外套組成；轉動部分包括葉輪、軸、鍵、摩擦墊、軸承和卡簧。潛油電泵分節(jié)，節(jié)中分級，每級就是一個離心泵，結構組成如圖7所示。潛油電泵按葉輪是否固定分為浮動式、半浮動式和固定式三種。圖7 潛油電泵結構示意圖1花鍵套；2泵頭；3上部軸承總成；4泵殼；5導輪；6葉輪；7泵軸；8鍵；9上止推墊；10下止推墊；12卡簧；12泵底座與普通離心泵相比，潛油電泵具有以下特點：直徑小，排量范圍大，外徑一般為85.5102mm，排量范圍可達308000；級數多，長度長，揚程范圍寬，級數可達400級，長度可達20m，揚程一般在1504500m；

17、泵吸口有氣體分離或壓縮裝置，防止氣蝕和提高泵效；有徑向扶正，軸向卸載和液壓平衡機構。潛油電泵在工作時，由于進出口之間存在很大的壓力差，產生很大的軸向力。為減小或消除軸向力，在葉輪上下部裝有止推墊，通過導輪將軸向力傳遞給泵殼。徑向扶正和軸向卸載機構如圖8所示。圖8 徑向扶正和軸向卸載機構1止推軸承；2葉輪；3導輪；4扶正位置液壓平衡機構有兩種，一種是平式葉輪液壓平衡機構，如圖9所示，一種是混流型葉輪的平衡機構，如圖10所示。平式葉輪的平衡原理是，經增壓后的流體大部分流向導輪，一部分進入A、B區(qū)，因A、B區(qū)連通，壓力相等，達到平衡目的，只要面積相等，則軸向力抵消。混流型葉輪的平衡原理是，在葉輪的中

18、心部位打孔，使得B區(qū)內的壓力接近泵吸入口壓力，從而消除部分軸向力。圖9 平式葉輪液壓平衡機構1軸；2導輪；3上摩擦墊；4葉輪；5下摩擦墊圖10 混流型葉輪的平衡機構（1）葉輪葉輪是潛油電泵的核心部分，它是將機械能轉變成生產流體壓能的關鍵部件，液體通過葉輪時，液體的壓能和動能都得到增加，葉輪結構如圖11所示，采用鑄造后機加工工藝生產。 圖11 葉輪結構示意圖1軸；2導輪；3上摩擦墊；4平衡孔；5葉輪；6下摩擦墊按葉輪的作用，可將潛油電泵中的葉輪分為浮動葉輪、頂部浮動、葉輪壓緊葉輪、軸承葉輪等四種。前三種葉輪在泵中的安裝順序是：從上到下依次為壓緊葉輪、頂部浮動、浮動葉輪。浮動葉輪在裝配后允許有一定

19、的軸向竄動量，葉輪之間互不影響。有這樣幾點好處：裝配時不存在軸向的長度累積誤差問題；在一定排量范圍內，葉輪處于浮動狀態(tài)，葉輪消耗的摩擦功率小，泵效比較高，接觸部分的磨損小。它不能承受軸向載荷，也不能傳遞自身的軸向力，其軸向載荷是通過止推墊片傳遞給泵殼的。對于浮動葉輪，泵工作排量必須處于合理排量范圍內工作葉輪才處于懸浮狀態(tài)，否則，葉輪要么靠上貼緊導輪，要么靠下貼緊導輪，都增加摩擦和磨損。軸承葉輪也叫短把葉輪，其輪轂比普通的短13mm，裝配時用塑料軸承代替被切去部分，運轉時處于浮動狀態(tài)，有助于減輕潛油電泵的振動。一般是每610級裝一個軸承葉輪和塑料軸承。頂部浮動葉輪在每一節(jié)泵中都有一個，其安裝在半

20、環(huán)鍵的下面，輪轂尾部短6mm，相當于半環(huán)鍵的長度。壓緊葉輪在泵軸上由兩端的半環(huán)鍵固定起軸向定位作用，由壓緊螺母將多級葉輪壓緊，達到首尾相連的目的，葉輪與泵軸間無竄動，能夠承受較大的軸向力。（2）導輪導輪是泵的固定部分，其與葉輪吸入口配合形成吸入室將液體引入下一級葉輪的進口處。它一方面將動能轉變成壓能和降低速度減小摩阻損失；一方面改變流向，將流體導入下一級葉輪入口，導輪結構見圖12。圖12 導輪結構示意圖（3）軸泵軸將來自電機的扭矩傳遞給泵內的每一級葉輪，并通過花鍵連接傳遞給上一節(jié)泵。其特點是傳遞功率大，細長，兩端為花鍵，軸向上有一通長的鍵槽，圖。其材料強度高，韌性和塑性好，耐腐蝕。美國使用的材

21、料一般為蒙乃爾,K-500合金材料，抗拉強度達960MPa，屈服強度為686MPa，硬度為HRC36，沖擊韌性為100J/cm，延伸率達28%。國內尚未找到與,K-500性能指標相近的材料，國內代用材料在強度上與K-500相近，但塑性和韌性沒有達到。直線度要求為萬分之一，即0.1/1000，直徑公差控制在0.05mm以內。一般采用冷拔工藝制成。（4）平鍵潛油電泵的平鍵為細長形鍵，尺寸為，安裝在泵軸與葉輪之間。其側面為工作面，不能承受軸向力，保證葉輪可以軸竄動。美國材質一般為K-500，國內材料為1Cr19Ni9Ti，一般采用冷拔工藝制造。（5）泵殼泵殼是泵的外殼，它是多級葉導輪的支架。要求直線

22、度為0.1/1000，材料的抗拉強度較高，彈性和剛性好。一般采用25Mn材料，美國采用鋼板卷焊成型，國內采用無縫管熱扎或冷拔制造。2.2.1.3 保護器保護器又叫潛油電機保護器，是潛油電泵所特有的。其位于電機與氣體分離器之間，上端與分離器相連，下端與電機相連，起保護電機作用。其基本作用有以下四個方面：密封電機軸動力輸出端，防止井液進入電機；保護器充油部分允許與井液相通起平衡作用，平衡電機內外腔壓力，容納電機升溫時膨脹的電機油和補充電機冷卻時電機油的收縮和損耗的電機油；通過其內的止推軸承承擔泵軸、分離器軸和保護器軸的重量及泵所承受的任何不平衡軸向力；起連接作用，連接電機軸與泵分離器軸，連接電機殼

23、體與泵分離器殼體。保護器的種類很多，從原理上可以分為連通式保護器、沉淀式保護器和膠囊式保護器等三種。對于一般井，只用一種保護器；對于特殊井，有用兩級或多級串接的組合式保護器，一般組合方式是沉淀式保護器+膠囊式保護器。2.2.1.4 氣體分離器氣體分離器，又叫油氣分離器，簡稱分離器，位于潛油電泵的下端，是泵的入口。其作用是將油井生產流體中的自由氣分離出來，以減少氣體對泵的排量、揚程和效率等特性參數的影響，和避免氣蝕發(fā)生。按不同的工作原理，可將其分為沉降式（重力式）和旋轉式（離心式）兩種。但基本原理是相同的，都是利用氣液的重度差制成的，通過增加氣泡的軸向速度，降低徑向向心速度來分離的，不過前者是自

24、然分離，后者強制分離。在泵掛處流壓高、自由氣液比低的井，用一級分離器即可；對于壓力低、自由氣液比高于30%的井，用二級分離器串聯(lián)即可進行充分的氣液分離。2.2.1.5 測壓裝置潛油電泵井測壓系統(tǒng)有兩大類，一類是電子式的，一類是機械式的。主要用于監(jiān)測油井的供液和電機工作溫度情況。電子式的有PHD和PSI兩種，可以進行連續(xù)測；機械式的也有兩種，一種是測壓閥，一種是毛細管，前者通過鋼絲作業(yè)實施但不能連續(xù)監(jiān)測，后者通過毛細鋼管傳遞壓力，可以連續(xù)工作和監(jiān)測。2.2.1.6 動力電纜動力電纜是電機與地面供電和控制系統(tǒng)相聯(lián)系傳送電力紐帶和PSI/PHD信號的通道，是一種耐油、耐鹽水、耐其它化學物質腐蝕的油井

25、專用電纜，工作于油套管之間。分為小扁電纜（又叫電機引線，俗稱小扁）、大扁電纜（俗稱大扁）和圓電纜。按溫度等級可以分為90、120、150等3個等級，部分廠家還可生產更高等級的潛油電纜。電纜一般由導體、絕緣層、護套層和鋼帶鎧裝組成。導體芯線一般是三芯實心或三芯七股銅絞線，作用是傳遞電能。2.2.1.7 電纜頭電纜頭是電機和電纜連接的特殊部件，其質量好壞直接關系到電機的運行壽命，要求較高的電氣和機械性能。目前，各個潛油電泵生產廠家都有自己獨特的產品種類較多。從性能和結構分為兩種：纏繞式和插入式。2.2.1.8 單流閥其作用主要是：保持足夠高的回壓，使得泵在啟動后能很快在額定點工作；防止停泵后泵以上

26、流體回落引起機組反轉脫扣；便于生產管柱驗封。一般安裝在泵出口12根油管處，采用標準油管扣于上下油管連接。2.2.1.9 泄油閥泄油閥一般安裝在單流閥以上12根油管處，它是檢泵作業(yè)上提管柱時油管內流體的排放口，以減輕修井機負荷和防止井液污染平臺甲板和環(huán)境。泄油閥目前有兩種：投棒泄流、投球液力泄流。前者用于稀油和高含水稠油井比較合適，用于稠油井泄油成功率低；后者可以重復使用，用于低含水稠油更好，成功率高。2.2.1.10 扶正器扶正器主要用于斜井，位于電機尾部，使電機居中，使得電機外部過流均勻，散熱環(huán)境好，防止電機局部高溫而損壞?！癥”型管柱井不采用。2.2.1.11 電纜護罩電纜護罩與電纜一起通

27、過綁帶固定在油管外表面，防止電纜在下井過程中受到機械損傷。分大扁護罩和小扁護罩兩種。小扁護罩結構一般是槽鋼結構，尺寸較小。大扁護罩有籠形結構和筒形結構兩種。2.2.2 地面系統(tǒng)組成及作用如圖2所示，潛油電泵采油系統(tǒng)的地面部分由配電盤、變壓器、控制柜或變頻器、接線盒和采油樹井口組成，部分特殊油田還配有變頻器集中切換控制柜。2.3 潛油電泵國內外研究現(xiàn)狀32.3.1 國外研究現(xiàn)狀潛油電泵全稱為電動潛油離心泵，最早是由蘇聯(lián)人A.S.艾魯托諾夫（A.S.Arutunoff）研究發(fā)明的，當時用于抽地層中的水和礦井中的水。A.S.艾魯托諾夫于1923年把這種泵的概念介紹到美國，美國第一臺潛油電泵在洛山磯問

28、世。1926年美國開始在坎隆斯的魯賽爾（Russell）油田應用潛油電泵抽油，從此開始了潛油電泵用于原有生產的歷史。美國在潛油電泵的研究制造和使用方面已油近七十年的歷史，無論是在制造工藝，還是在應用技術方面都居世界領先地位。美國和原蘇聯(lián)是世界上生產和使用潛油電泵較多的國家，加拿大、法國和挪威等國家也生產和應用潛油電泵，其中美國在潛油電泵的技術方面，處于世界領先地位。由于潛油電泵采油具有排量大，使用經濟等優(yōu)點，近些年來許多國家的專家都致力于研究和提高潛油電泵的適應性、經濟性、可靠性與先進性，先后出現(xiàn)了許多新技術和新成果，并在采油實踐中取得了較好的經濟效益。2.3.1.1電纜懸掛式潛油電泵美國Re

29、da公司研制了一種新型特殊結構的電纜懸掛式潛油電泵，不用油管，利用電纜與鋼絲繩將潛油電泵下入井底，不動管柱就可實現(xiàn)起下修泵。經過現(xiàn)場試驗結果表明起下作業(yè)速度提高了1020倍。利用套管出油，降低了油流阻力，有利于提高潛油電泵的功率、效率、揚程和排量，整套裝置的總效率提高了2030。對于168mm套管柱，如果采用電纜懸掛式潛油電泵采油，其揚程可達到1200m，排量可達1000 ,常規(guī)潛油電泵在相同揚程條件下，其排量只有500。2.3.1.2 動力油管潛油電泵和潛油電泵用環(huán)形防噴器挪威Framo公司研制了動力油管潛油電泵，它與動力油管相連接，安裝在177.8mm油管之內，井液經油管和動力油管之間的環(huán)

30、形空間上流到地面。動力油管長11.914.9m，最大外徑為88.9mm環(huán)形空間過流面積為0.0144m2，而外徑為139.7mm油管的過流面積只有0.0118m2，環(huán)形空間過流面積較大。動力油管由標準油管和接頭組成，可成為井下設備和井下隔離液循環(huán)提供動力。在動力油管內有一根同軸電纜，將電力傳送給井下電機，通電之后，加壓的液體由動力油管向外排液，不會發(fā)生倒流的現(xiàn)象。其內部液體有助于冷卻電機。變速驅動裝置可使泵處于最佳工況抽油，并具有較好的軟啟動特性。美國還研制了用于潛油電泵的環(huán)形防噴器。2.3.1.3 潛油電泵高壓電機美國ODI公司研制了潛油電泵用高壓電機，其優(yōu)點是：可使電耗損隨著電壓增高而減少

31、，節(jié)約更多的動力消耗，具有很好的使用經濟性。實踐證明：較短時間所節(jié)約的費用，就可以抵償變壓器和動力電纜等消耗的費用。ODI公司潛油電泵的高壓電機耐溫可達121149度，其結構緊湊、設計更合理，功率容量較高，運行安全可靠。在大于140mm（5.5in）套管中，電動機功率可達147.1kw；在大于178mm（7in）套管中，電動機功率可達336.9kw。2.3.1.4 用空氣代替礦物油的高效電機美國MagenyGrande公司研制了利用空氣代替礦物油的高效電機，工作轉速為10500r/min，其優(yōu)點是：在高轉速下運行，具有較高的工作效率，使用方便，可靠性好，具有很好的使用經濟效益。2.3.1.5

32、變頻驅動潛油電泵美國研制和應用了變頻驅動潛油電泵，利用變頻調速改變潛油電泵的工作性能，可滿足各種油井最佳采油的需要，擴大了潛油電泵的使用范圍。潛油電泵的排量與工作轉速成正比，揚程與工作轉速平方成正比。按這種變化規(guī)律可大幅度地調節(jié)排量與揚程、與油井參數進行合理匹配。變頻驅動地頻率由30Hz增大到90Hz時，排量變化3倍，揚程變化9倍。近年來，美國Reda公司和centrilift公司又研制了改進型潛油電泵變頻驅動裝置。Reda 公司研制的改進型變頻驅動裝置，利用微機監(jiān)控輸出電壓和頻率，具有診斷功能和關機等保護功能。Centrilift公司研制的改進型變頻驅動裝置，裝有數字顯示器，參數以數字形式在

33、表盤上顯示，很直觀。此外還增加了不平衡電流探測回路。2.3.1.6 動力電纜卡箍美國FPH公司研制了一種新型潛油電泵動力電纜卡箍，結構設計獨特、新穎，可用一般鋼材、不銹鋼、蒙乃爾合金或鎳銅合金制成?？梢钥ㄗA形電纜、扁形電纜、電纜鞍和狹條形銷裝電纜等。適用于1AwG、2AwG、4AwG、6AwG等四種規(guī)格電纜，具有卡緊牢靠、防松脫等性能。經過使用效果較好。新型電纜卡箍用氣動打捆機和密封器張緊并扣鎖。2.3.1.7高壽命涂層軸承美國Vapor Kobe公司研制了煙氣體擴散涂層工藝技術，用于潛油電泵的固定襯套和旋轉組成的滑動軸承表面的涂層，具有較高的使用壽命。襯套位于泵的吸入端。軸承采用普通鋼制造

34、，利用煙氣體擴散合金涂層后，其表面硬度較高，一般比鎢或淬火鋼表面的硬度還高。硬度大于HRC75。涂層厚度為0.0760.18mm這種煙氣體擴散合金涂層，在工作時具有較好的軸承性能，不易破裂、脫落，還具有良好的抗腐蝕能力，而且軸承表面的摩擦系數很低，提高潛油電泵的工作效率、降低電纜消耗。這種涂層軸承，其成本比硬質合金或陶瓷軸承還要低，造價便宜。被稱為高壽命涂層軸承。目前，美國已有數百臺潛油電泵應用了高壽命涂層軸承，連續(xù)使用一年半以來，尚未發(fā)現(xiàn)任何問題，是一種很值得推廣應用的新工藝和新技術。2.3.1.8 防砂潛油電泵和耐腐蝕潛油電泵為了適應出砂較多的油井采油需要，國外研制與應用了防砂潛油電泵，與

35、常規(guī)潛油電泵不同的是：采用了分離砂結構和排砂結構?？砂咽椭械暮胺蛛x出來，并把砂子排出去，確保石油含砂量較低，提高泵葉輪和導輪以及軸承的使用壽命。此外，還采用了橡膠軸承，適應含砂石油的需要。因為各地區(qū)石油成分不同，有些地區(qū)石油中含有各種腐蝕介質。（例如：含有等氣體以及含鹽水與氯離子等）對潛油電泵有很嚴重的腐蝕能力。為了適應這些油井需要，國外研制與應用了耐腐蝕潛油電泵，與常規(guī)潛油電泵不同的是采用了許多耐腐蝕材料，例如不銹鋼等材料。2.3.1.9 高效能潛油電泵美國ODI公司在潛油電泵的離心泵結構設計中作了如下改進：1） 離心泵的所有葉輪均采用浮動式結構。2） 利用小傾角代替平衡孔，可使液體流動

36、平滑，還可以阻止砂礫進入葉輪、導輪和軸承增大了離心泵的容積效率，還提高了離心泵的使用壽命。這種泵稱為高效能潛油電泵。2.3.1.10 自動平衡葉輪離心泵法國AIstbom公司研究成功自動平衡葉輪潛油電泵離心泵。其工作葉輪處于浮動狀態(tài)以實現(xiàn)液力的自動平衡。2.3.1.11 井下潛油電泵傳感器和新型儀表美國ODI公司研制JDHS5000型井下潛油電泵傳感器，可將井底信號通過動力電纜精確地傳送到地面，還可以打印出參數的數值。傳感器的測試工作壓力范圍為0.535.2Mpa，測試工作溫度范圍為-4149。測量精度為。美國還研制和應用了新型潛油電泵儀表?？梢詼y量離心泵入口壓力和排出壓力：吸入口溫度；電機中

37、的礦務油溫；動力電纜的絕緣等級等，可為地面提供實時的數據，為判斷井下潛油電泵的工作狀態(tài)提供了主要依據。2.3.1.12 可回收潛油電泵單流閥美國BSM工具公司研制與應用了可回收潛油電泵單流閥，它是由wJ型單流閥改進的新結構，包括兩種可以互換的柱塞、閥座等?？苫厥諠撚碗姳脝瘟鏖y的主要優(yōu)點是：其內孔直徑較大，流道面積較大，適用于打排量采油，如果需要更換時，拆裝方便。wJ型單流閥適用于低壓頭淺井采油。可回收潛油電泵大直徑單流閥適用于高壓深井采油，增大了潛油電泵的使用范圍。2.3.1.13 用于高溫井采油的潛油電泵美國Reda公司對常規(guī)潛油電泵進行了結構改進和采用了新型耐高溫材料，研制與應用了可以在井

38、溫232工況進行采油的潛油電泵。這種高溫潛油電泵還可用于蒸汽驅熱采油井、地熱井、火驅井和其他高溫井開采石油或其它液體。影響潛油電泵工作溫度的因素較多，主要由：井下環(huán)境溫度、采出液的比熱、注入蒸汽的溫度以及泵排液的速度等因素。2.3.1.14 高壽命潛油電泵美國在研究和改進潛油電泵方面的重點是：提高動力電纜的工作性能；加強保護器的功能和效能；提高電機的電壓以及提高潛油電泵在各種條件下的可靠性。美國新研制的適用于高氣油比、大排量采油的新型潛油電泵。采用了特殊的密封結構形式，其密封效果相當可靠，使用壽命較長，平均修理間限期可以達到4年至8年，被稱為高壽命潛油電泵。2.3.1.15 振動聲波法診斷潛油

39、電泵原蘇聯(lián)在研究和改進潛油電泵方面的重點是：采用無管式潛油電泵；研究與改進在各種工況條件下應用的各種潛油電泵。例如：高溫、含砂、含氣、含腐蝕介質等工況；應用單線動力電纜；采用開式葉輪代替閉式葉輪等。原蘇聯(lián)廣泛采用了振動聲波法診斷潛油電泵工況性能，利用這種方法不僅可以檢測潛油電泵機組的制造裝配以及修理質量，而且還可以評價油井和潛油電泵的使用工況性能，實踐證明：振動聲波法診斷潛油電泵的使用效果和經濟效益均較好。美國研制了新型潛油電泵診斷信息儲存系統(tǒng)，使用效果與經濟效益液很好。2.3.2 國內研究現(xiàn)狀我國是從1964年開始進行潛油電泵的研制和抽油試驗，取得了比較好的效果。特別是近十年來，潛油電泵的制

40、造技術和應用技術在我國得到飛速的發(fā)展。為了加快發(fā)展我國潛油電泵，原國家經委、對外貿易部及時地以技貿結合方式安排天然氣總公司和機電部由天津市共同引進美國潛油電泵制造技術。于1986年6月與美國Reda公司簽署了制造潛油電泵許可證合同，技術轉讓費850萬美元。引進地潛油電泵主要有：5.5in、7in套管兩個系列，16種泵型，REDALERT電機控制器PCC，以及5種型號動力電纜和3種型號引出電纜。目前，天津市電機廠制造地Reda潛油電泵主要材料已經基本國產化。主要有電機繞組線、糟絕緣、浸漬漆、電機礦構油、接頭材料、電纜連接材料、電纜頭灌注膠、電機和離心泵外殼、止推軸承材料等。此外還能生產一些潛油電

41、泵的部件，例如沉降式保護器、膠囊保護器、井下壓力溫度檢測裝置、電機控制器PCC等。目前天津市電機廠已形成了年產1200套潛油電泵的制造能力，產品質量已經接近或達到美國Reda公司的潛油電泵水平。這些潛油電泵投入我國各油田使用，為更經濟有效地開發(fā)我國石油作出了卓越貢獻。替代了進口產品，為國家節(jié)省了大量外匯。在引進美國Reda公司潛油電泵制造技術的同時，通過試制與試驗對國外潛油電泵有了進一步深入了解，并將這些先進技術用于改進我國原有的潛油電泵，使原有的潛油電泵技術水平大幅度地向前推進一步。我國自1981年開始在油田大規(guī)模使用潛油電泵抽油，幾十年來潛油電泵的應用有了較大的發(fā)展。日前全國共計有潛油電泵

42、井3700多口，占全國總生產井數的6.7，產量占全國原油總產量的20.7左右，平均檢泵周期在1年左右。以大慶油田為例，目前共有1900多口潛油電泵井，占全油田井數的17.3，潛油電泵井產量占全油田總產量的37左右，檢泵周期到達800多天，最長運轉時間已超過10年。同時，通過 十年的發(fā)展，在潛油電泵采油工藝技術上應用和發(fā)展了潛油電泵測壓閥、不壓井分采管柱以及潛油電泵井防氣等一系列配套工藝技術。總的來說，隨著潛油電泵應用越來越廣泛，對潛油電泵提出了許多新的要求。另一方面由于新產品的不斷開發(fā)、機組的更新改造以及潛油電泵采油工藝的發(fā)展。使?jié)撚碗姳玫膽妙I域更廣闊，應用水平也不斷得到提高。3 動態(tài)模擬技

43、術介紹與選擇3.1系統(tǒng)模擬概述模擬是利用計算機模型模擬復雜的系統(tǒng)和事件的行為，通過對不同的情況和方案進行比較，得到對系統(tǒng)和事件更深層次的認識。隨著計算機科學的發(fā)展，模擬已在不同的領域如醫(yī)學、航空、交通、結構中得到了廣泛的應用，并得到了可喜的進展4。在流體領域如水工、海工方面，先是由經典的物理模型試驗逐漸轉向數值模擬計算。數值模擬計算充分利用了計算機計算的優(yōu)勢，將流體的特征如流速、流向、含沙量等以數值的形式給出，具有投入較小、周期較短的優(yōu)點，在某些領域已得到了廣泛的應用。如馬福喜5對水流的數值模擬。數值模擬計算的不足之處在于其數據量的龐大和結果的不夠直觀，特別是對于復雜流場和復雜邊界進行整理分析

44、、加工時更顯繁瑣。近年來隨著計算機圖形、圖像技術的發(fā)展產生了可視化技術，在計算流體力學方面已得到了應用，如朱松林6等和將流體的計算結果以圖形的方式表示出來，具有一定的直觀性。但是由于流場的流動性和過程性，用靜態(tài)的圖形往往不能起到充分展示其運動規(guī)律的效果，而采用動態(tài)模擬則可以達到全局通覽從而發(fā)現(xiàn)其運動規(guī)律的目的，并可預演其變化過程。近年來迅速發(fā)展的多媒體技術集中了圖像和聲音的功能，可以把數值模擬計算中枯燥的數據以動態(tài)圖像的方式予以逼真演示，同時輔以同步的音樂及解說，從而達到虛擬現(xiàn)實的效果，有利于人們對問題的深入理解和認識以及設計者與決策者之間的相互溝通與交流。由于多媒體技術近年來才開始發(fā)展，所以

45、國內外在流體方面的研究也是剛剛興起7。模擬類型模型類型計算機類型經濟性物理模擬物理模型模擬計算機費用很高半物理模擬(混合模擬)物理數學模型混合計算機費用中等計算機模擬(數字模擬)數學模型數字計算機費用不高83.2.1 工藝過程、操作程序的確認和設計檢驗 1）在模型上檢驗工藝過程參數及設計參數的正確性 2）標準工藝操作程序的確定和檢驗 3.2.2 控制系統(tǒng)設計檢驗和測試 1）DCS系統(tǒng)控制設計的確認和檢查 2）特殊控制邏輯的檢驗 3）控制系統(tǒng)參數的調試 4）局部控制系統(tǒng)設計修改和驗證等 3.2.3 生產操作人員培訓 1）新建廠在開車前的操作人員培訓2）模擬開車步驟，模擬DCS系統(tǒng)操作，探討合理的

46、開車順序和時間等，培訓操作人員熟練掌握生產操作的技能。 3）工廠投產及正常運行后的操作人員培訓4）模擬生產操作異常情況, 緊急停車，設備故障等，培訓操作人員現(xiàn)場處理 事故和故障診斷的能力。 5）新進廠操作人員培訓 6）操作人員技能認證 7）工廠維護訓練 3.2.4 技術學校、中等專業(yè)學校的教學實習系統(tǒng)3.3 計算機模擬技術簡介計算機科學技術的迅猛發(fā)展，給許多學科帶來了巨大的影響。計算機不但使問題的求解變得更加方便、快捷和精確，而且使得解決實際問題的領域更加廣泛。計算機適合于解決那些規(guī)模大、難以解析化以及不確定的數學模型。例如對于一些帶隨機因素的復雜系統(tǒng)，用分析方法建模常常需要作許多簡化假設，與

47、面臨的實際問題可能相差甚遠，以致解答根本無法應用，這時模擬幾乎成為人們的唯一選擇。在歷屆的美國和中國大學生的數學建模競賽（MCM）中，學生們經常用到計算機模擬方法去求解、檢驗等。計算機模擬(computer simulation)是建模過程中較為重要的一類方法。計算機模擬技術是一種先進生產力，近年來來在我國發(fā)展迅速，已在各領域獲得廣泛應用。并已擴展到產品的全生命周期：方案論證、設計、制造、試驗、使用、維護和訓練9。系統(tǒng)模擬是在整個運行過程中對系統(tǒng)的模擬，是非常有效的和廣泛使用的分析、研究復雜系統(tǒng)的技術。在一定假設條件下，利用數學運算模擬系統(tǒng)的運行，稱為數學模擬?，F(xiàn)代的數學模擬都是在計算機上進行

48、的，因此也稱為計算機模擬，簡稱模擬(simulation)。 模擬分為靜態(tài)模擬(static simulation)和動態(tài)模擬(dynamic simulation)。數值積分中的蒙特卡洛方法是典型的靜態(tài)模擬。動態(tài)模擬又分為連續(xù)系統(tǒng)模擬和離散系統(tǒng)模擬。狀態(tài)隨著時間連續(xù)變化的系統(tǒng)，稱為連續(xù)系統(tǒng)(continuous system)。對連續(xù)系統(tǒng)的計算機模擬是近似地獲取系統(tǒng)狀態(tài)在一些離散時刻點上的數值。在一定假設條件下，利用數學運算模擬系統(tǒng)的運行過程。連續(xù)系統(tǒng)模型一般是微分方程，它在數值模擬中最基本的算法是數值積分算法。例如有一系統(tǒng)可用微分方程來描述 已知輸出量y的初始條件，現(xiàn)在要求出輸出量y隨時間

49、變化的過程。最直觀的想法是：首先將時間離散化，令，稱為第k步的計算步距（一般是等間距的），然后按以下算法計算狀態(tài)變量在各時刻上的近似值 其中初始點按照這種作法即可求出整個的曲線。這種最簡單的數值積分算法稱為歐拉法。除此之外，還有其他一些算法。 因此，連續(xù)系統(tǒng)模擬方法是：首先確定系統(tǒng)的連續(xù)狀態(tài)變量，然后將它在時間上進行離散化處理，并由此模擬系統(tǒng)的運行狀態(tài)。離散系統(tǒng)(discrete system)是指系統(tǒng)狀態(tài)只在有限的時間點或可數的時間點上有隨機事件驅動的系統(tǒng)。狀態(tài)量的變化只在離散的隨機時間點上發(fā)生。假設離散系統(tǒng)狀態(tài)的變化是在一個時間點上瞬間完成的。為了模擬離散系統(tǒng)，必須設置一個模擬時鐘(sim

50、ulate clock)，它能將時間從一個時刻向另一個時刻進行推進，并且能隨時反映系統(tǒng)時間的當前值。其中，模擬時間推進方式有兩種，下次事件推進法和均勻間隔時間推進法。常用的是下次事件推進法。其過程是：置模擬時鐘的初值為0，跳到第一個事件發(fā)生的時刻，計算系統(tǒng)的狀態(tài)，產生未來事件并加入到隊列中去，跳到下一事件，計算系統(tǒng)狀態(tài)，重復這一過程直到滿足某個終止條件為止。3.3.1 動態(tài)顯示的原理 高速地顯示一系列靜止圖像，當圖像過渡連續(xù)時，由于視覺的暫留，便可產生動畫效果。制作動畫的商業(yè)軟件很多，如Animator and Power Animator和3DS等，但由于其主要針對較規(guī)則的對象，在機械、建筑

51、和廣告業(yè)方面應用較好，若用于描述流場的變化，則不太適合。由于目前Windows操作系統(tǒng)的廣泛使用，使用其支持的位圖格式可以自己設計調色板以顯示多種顏色，具有較多的優(yōu)點；且流行的編程工具如Visual C+、Visual Basic都有豐富的函數庫提供支持，故系統(tǒng)采用位圖格式作為幀畫面的存儲格式。 播放間隔的調整及解說音樂的同步在動畫播放過程中，幀與幀之間的間隔時間對其效果的好壞具有很大的影響。在不同配置的機器上，由于計算速度及顯示速度的差異較大，產生的效果也有很大的差別。通過Windows內部的定時消息函數可以控制兩幀間的播放間隔，通過對消息函數的控制可以任意高速兩幀間的間隔以達到最佳效果，同

52、時對鼠標消息和鍵盤消息的處理可暫停播放以充分觀察某時刻動畫的運動規(guī)律。聲音在多媒體演示中具有重要的作用。適當的背景音樂及解說可以很大程度地潤色演示效果，聲音與畫面同步可以讓人更容易理解演示中細微的變化過程。通過建立輔助線程，即可實現(xiàn)動畫與聲音的同步。3.4 各類計算機模擬方法的比較計算機動畫（Computer Animation）是指借助計算機生成一系列可供動態(tài)演示的連續(xù)圖像的計算機技術，既利用計算機技術、圖形原理和成像方法等技術在屏幕上以動態(tài)、直觀、立體和彩色的方式顯示物體運動的圖形技術。計算機圖形動態(tài)模擬就是利用計算機動畫的原理來模擬種種隨時間變化的物理現(xiàn)象與系統(tǒng)過程的一種技術。它通過將屏

53、幕上顯示出來的圖形按預定的規(guī)律和要求進行變化，以形象、動態(tài)、直觀和多層次的形式為所研究的客觀事物提供客觀、可靠和逼真的描述，從而生動、準確的反映事物的實際運動狀態(tài)。目前，這一技術已廣泛地應用于計算機輔助設計（CAD）與計算機輔助測試（CAT）等領域10。 計算機動畫可以通過各種動畫制作軟件來實現(xiàn)，如Explore、Advanced Visualiger和Solid Works等。這類動畫圖形制作軟件能夠較完美的制作出動畫系統(tǒng)，但不具備高級語言的計算和管理功能，不能交互的利用圖形、計算和文件等重要功能。一些高級語言如Turbo Pascal、Turbo C和Fortran的最新版本，也都增加了動

54、畫制作功能，但這些高級語言的圖形建模、顯示以及動畫顯示等原理較復雜，對開發(fā)人員的編程技術要求較高，開發(fā)周期也較長，因此不易于推廣普及。 下面我們介紹另一種動畫制作軟件3DStudioMAX。它運行于Windows等多數操作系統(tǒng)中，其工程環(huán)境包括菜單欄、工具欄、命令面板、狀態(tài)欄/視角控制。建模過程中，除非開發(fā)人員進行Collapse操作，MAX將把所有對象保存為參數化對象，這樣就有利于開發(fā)者在后期制作過程中對模型的進一步修改與完善。為便于開發(fā)人員建模操作，MAX為用戶提供了大量編輯修改器，允許用戶應用網格、面片、等多種手段進行面向型的建模操作，同時用戶還可以從節(jié)點、邊和表面等切入點對既定的型進行

55、次對象層次上的編輯與修改。同時，MAX還提供了豐富而全面的動畫制作、編輯與控制工具。此外，關鍵幀技術(key frame)和各種動畫控制器的應用以及第三方廠商提供的各種配套系統(tǒng)，給用戶提供了豐富的開發(fā)手段。因此，采用3DStudioMAX作為潛油電泵井下工作狀況動態(tài)模擬的開發(fā)工具能夠滿足要求。3.5 3DS MAX5.0簡介113.5.1 工具條 工具條被分為Main Toolbar（主工具欄），Axis Constraints（軸約束欄）和Layers（層工具欄）三部分。在主工具欄(如圖14)中，選擇區(qū)域工具中新增了一種Lasso Selection Region(套索選擇范圍)，我們可以用

56、鼠標畫出我們需要選擇的范圍(如圖15)。圖14 主工具欄圖15選擇模式按鈕、鎖定按鈕和快捷鍵開關被移到了主工具欄中，當我們要使用非主界面的快捷鍵時一定要將此快捷鍵開關打開。在原有的簡單的選擇集的基礎上新增了一個選擇集工具，我們可以通過此工具對定義的選擇集進行編輯。軌跡視圖現(xiàn)在分為曲線編輯視圖和攝影表視圖，單擊此鈕默認狀態(tài)下打開的是曲線編輯視圖。軸向約束工具(如圖16)脫離出主工具欄，我們可以將其放置在自己認為比較習慣的位置。此工具條可以通過用鼠標右擊工具欄的空白區(qū)域，在彈出的菜單中選擇相應的命令來控制此工具欄的顯示或關閉。圖16 軸向約束工具3.5.2 狀態(tài)條 視圖下方的狀態(tài)條區(qū)域主要用于對動

57、畫的制作進行控制。通過單擊時間滑塊左側的按鈕（如圖17），可以在軌跡視圖和時間滑塊之間進行切換。坐標輸入框不再只能顯示物體的坐標，我們可以通過輸入數值來移動物體的位置，這樣坐標輸入框的功能已經變的很實用。3DS MAX5.0中新增的手動添加關鍵幀取代了老牌的自動添加關鍵幀的位置，成為3DS MAX5.0主要的關鍵幀添加方法，自動添加關鍵幀退到了相對次要的位置。圖173.5.3 3DS MAX5.0的建模方法3DS MAX中提供的建模方法有三種：多邊形建模、面片建模和NURBS建模。多邊形建模技術是基于這樣一種理論：從現(xiàn)實生活提取出來的幾何形體是由被稱為面的許多互相連接的小三角形組成，每個面有不同的尺寸和方向.通過排列這些面，可以用非常簡單的三維模型建立起來非常復雜的三維模型，并且多邊形可以很容易地被制作成動畫。這些理論實際