CN101969260A - 一种圆筒型潜油直线电机及潜油式直线抽油机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机，尤其涉及电机中的一种大推力、高矫顽力、强磁场的圆筒型潜油直线电机及潜油式直线抽油机。本发明提供了一种圆筒型潜油直线电机，包括定子和设置在所述定子内作直线运动的动子，所述动子包括轴向充磁的第一磁铁和辐向充磁的第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁沿所述动子的轴向交替布置。本发明还提供了一种潜油式直线抽油机，包括抽油泵，所述抽油泵设有柱塞，还包括上述的圆筒型潜油直线电机，所述动子与所述柱塞连接。本发明的有益效果是：增强了圆筒型潜油直线电机的气隙磁场，提高了推力。

Description

一种圆筒型潜油直线电机及潜油式直线抽油机

【技术领域】

本发明涉及电机，尤其涉及电机中的一种大推力、高矫顽力、强磁场的圆筒型潜油直线电机及潜油式直线抽油机。

【背景技术】

目前，我国油田大多数已进入中后期开发阶段，随着原油含水率的不断上升，油层压力和油井动液面的逐渐下降，为了保持原油稳产，必须增加采液量，采油成本也相应提高。而增大采液量则要求采油设备不仅要能满足“深抽、大排量”提液的工艺要求，而且要能耗低、可靠性高，即需要选用高效节能的抽油机。但是，油田大量在用的抽油机的主流品种仍然是常规抽油机和偏置抽油机，而目前的采油系统，效率较低。直线电机驱动潜油式抽油机将电能直接转换为直线往复运动的机械能，不但简化了机械传动过程，也有效地提高了效率，抽汲参数可无级调整，为实现自动控制及满足采油工艺要求提供了条件，是一种很有发展前途的新型抽油机。

目前的圆筒型潜油直线电机由于受油井尺寸的限制，推力也相应受到了限制，导致其推力较小。

【发明内容】

为了解决现有技术中圆筒型潜油直线电机推力较小的问题，本发明提供了一种大推力、强磁场的圆筒型潜油直线电机及潜油式直线抽油机。

本发明提供了一种圆筒型潜油直线电机，包括定子和设置在所述定子内作直线运动的动子，所述动子包括轴向充磁的第一磁铁和辐向充磁的第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁沿所述动子的轴向交替布置。

作为本发明的进一步改进，相邻的第一磁铁的充磁方向相反，相邻的第二磁铁的充磁方向相反。

作为本发明的进一步改进，所述动子还包括安装箍套，所述第二磁铁包括若干个围成环状的弧形磁铁，所述第二磁铁套设在所述安装箍套内。

作为本发明的进一步改进，所述第一磁铁为钐钴磁性材料，所述第二磁铁为钐钴磁性材料。

作为本发明的进一步改进，所述动子还包括磁铁保护外套管，所述第一磁铁套设在所述磁铁保护外套管内，所述第二磁铁套设在所述磁铁保护外套管内，所述磁铁保护外套管为耐腐蚀的非导磁金属材料制成。

作为本发明的进一步改进，所述动子还包括动子内管，所述第一磁铁套设在所述动子内管外，所述第二磁铁套设在所述动子内管外，所述动子内管为耐腐蚀的非导磁金属材料制成。

作为本发明的进一步改进，所述动子的长度小于所述定子的长度。

作为本发明的进一步改进，所述定子包括定子内管、定子外管和设置在所述定子内管、定子外管之间的线圈，所述线圈沿所述定子的轴向布置，相邻的线圈之间设有硅钢片。

作为本发明的进一步改进，所述线圈为环氧树脂灌封且包裹绝缘纸

本发明还提供了一种潜油式直线抽油机，包括抽油泵，所述抽油泵设有柱塞，还包括上述任一项所述的圆筒型潜油直线电机，所述动子与所述柱塞连接。

本发明的有益效果是：通过上述方案，增强了圆筒型潜油直线电机的气隙磁场，提高了推力。

【附图说明】

图1是本发明一种圆筒型潜油直线电机的结构示意图；

图2是本发明所述圆筒型潜油直线电机的剖面示意图；

图3是本发明所述圆筒型潜油直线电机的动子的结构示意图；

图4是本发明所述圆筒型潜油直线电机的动子中的第二磁铁向外辐向冲磁的结构示意图；

图5是是本发明所述圆筒型潜油直线电机的动子中的第二磁铁向内辐向冲磁的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

图1至图5中的附图标号为：1定子；线圈11；硅钢片12；定子外管13；定子内管14；动子2；第一磁铁21；第二磁铁22；弧形磁铁221；磁铁保护外套管23；动子内管24；安装箍套25。

如图1至图5所示，其中，图3至图5中的箭头为充磁方向，一种圆筒型潜油直线电机，包括定子1和设置在所述定子1内作直线运动的动子2，所述定子1与所述动子2同轴安装，所述动子2包括轴向充磁的第一磁铁21和辐向充磁的第二磁铁22，辐向充磁一一顾名思义，辐向充磁即充磁磁场从圆心向四周辐射，所述第一磁铁21和第二磁铁22沿所述动子2的轴向交替布置，即在轴向上依次为第一磁铁21、第二磁铁22、第一磁铁21、第二磁铁22......，如此交替布置，其中，所述第一磁铁21和第二磁铁22的表面均经过抗腐蚀处理，可提高第一磁铁21和第二磁铁22的防腐蚀能力。

如图3所示，相邻的第一磁铁21的充磁方向相反，相邻的第二磁铁22的充磁方向相反，即设置在第二磁铁22上下方的二个第一磁铁21，其中一个第一磁铁21的充磁方向为轴向向上，另一个第一磁铁21的充磁方向则为轴向向下；设置在第一磁铁21上下方的二个第二磁铁22，其中一个第二磁铁22的充磁方向为辐向向外，另一个第二磁铁22的充磁方向则为辐向向内。

如图3至图5所示，所述动子2还包括安装箍套25，所述第二磁铁22包括若干个围成环状的弧形磁铁221，所述第二磁铁22套设在所述安装箍套25内，即上述若干个弧形磁铁221被所述安装箍套25所箍圈，所述动子2中的辐向充磁的第二磁铁22利用现有技术很难做成一个整圆环，因此采用若干个瓦片状的弧形磁铁221拼接成一个圆环，相邻的弧形磁铁221之间的接触面使用胶水粘接，考虑到相邻的弧形磁铁221之间是排斥的力，比较容易散开，因此在弧形磁铁221拼接成的圆环外套加一层安装箍套225将多个弧形磁铁221固定，以构成第二磁铁22，可增加圆筒型潜油直线电机的可靠性。

如图1至图5所示，通过采用上述第一磁铁21和第二磁铁22的排列方式，可以有效提高气隙磁场，从而增大圆筒型潜油直线电机的推力，但是此种磁铁排列方式对温度很敏感，高温中退磁很快，严重影响圆筒型潜油直线电机性能，而将圆筒型潜油直线电机应用在油井中，环境温度很高，因此，所述第一磁铁21采用耐温性很好的钐钴磁性材料，所述第二磁铁22采用耐温性很好的钐钴磁性材料，可有效避免高温退磁现象，可提高圆筒型潜油直线电机的耐温性和可靠性。

如图2至图5所示，所述动子2还包括磁铁保护外套管23，所述磁铁保护外套管23相当于动子外管，所述第一磁铁21套设在所述磁铁保护外套管23内，所述第二磁铁22套设在所述磁铁保护外套管23内，所述磁铁保护外套管23为耐腐蚀、耐磨损的非导磁金属材料制成，在安装时，由所述磁铁保护外套管23来保证动子2与定子1同轴安装。

如图2至图5所示，所述动子2还包括动子内管24，所述第一磁铁21套设在所述动子内管24外，所述第二磁铁22套设在所述动子内管24外，所述动子内管24为耐腐蚀的非导磁金属材料制成，即所述第一磁铁21、第二磁铁22是设置在所述动子内管24和磁铁保护外套管23之间。

如图1所示，由于钐钴磁性材料的成本较高，为降低成本，减少对钐钴磁性材料的使用，本发明采用短动子、长定子的电机结构，即所述动子2的长度小于所述定子1的长度。

如图1和图2所示，所述定子1包括定子内管14、定子外管13和设置在所述定子内管14、定子外管13之间的线圈11，所述线圈11有多个并沿所述定子1的轴向布置，相邻的线圈11之间设有硅钢片12。

如图1和图2所示，所述定子外管13采用导磁性良好的金属材料制成，所述定子内管14采用不导磁的耐磨金属材料制成，所述线圈11为环氧树脂灌封且包裹绝缘纸。

本发明所提供的一种圆筒型潜油直线电机，通过特殊排列的第一磁铁21和第二磁铁22，以及磁铁保护外套管23，可以增强圆筒型潜油直线电机的气隙磁场，由此获得较大的推力，并且可以保证圆筒型潜油直线电机在高温恶劣的油田环境中的大推力及可靠性，延长使用寿命，提高油田产液量，大大改善油井的生产状况。

如图1所示，本发明还提供了一种潜油式直线抽油机，包括抽油泵，所述抽油泵设有柱塞3，还包括上述任一项所述的圆筒型潜油直线电机，所述动子与所述柱塞3连接，当定子1中的线圈通入电流时，所述动子2在定子1产生的行波磁场内做直线往复运动，油井中的抽油泵与电机的动子2相连，电机的动子2带动抽油泵的柱塞3做往复运动，达到抽油的目的。

当此大圆筒型潜油直线电机运行时，动子2产生的大推力直接驱动抽油泵的柱塞3做往复运动，实现抽油的功能，简化了机械传动过程，也有效地提高了效率，抽汲参数可无级调整，大大提高油田的产油量。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种圆筒型潜油直线电机，其特征在于：包括定子(1)和设置在所述定子(1)内作直线运动的动子(2)，所述动子(2)包括轴向充磁的第一磁铁(21)和辐向充磁的第二磁铁(22)，所述第一磁铁(21)和第二磁铁(22)沿所述动子(2)的轴向交替布置。

2.根据权利要求1所述的圆筒型潜油直线电机，其特征在于：相邻的第一磁铁(21)的充磁方向相反，相邻的第二磁铁(22)的充磁方向相反。

3.根据权利要求2所述的圆筒型潜油直线电机，其特征在于：所述动子(2)还包括安装箍套(25)，所述第二磁铁(22)包括若干个围成环状的弧形磁铁(221)，所述第二磁铁(22)套设在所述安装箍套(25)内。

4.根据权利要求1至3任一项所述的圆筒型潜油直线电机，其特征在于：所述第一磁铁(21)为钐钴磁性材料，所述第二磁铁(22)为钐钴磁性材料。

5.根据权利要求1至3任一项所述的圆筒型潜油直线电机，其特征在于：所述动子(2)还包括磁铁保护外套管(23)，所述第一磁铁(21)套设在所述磁铁保护外套管(23)内，所述第二磁铁(22)套设在所述磁铁保护外套管(23)内，所述磁铁保护外套管(23)为耐腐蚀的非导磁金属材料制成。

6.根据权利要求1至3任一项所述的圆筒型潜油直线电机，其特征在于：所述动子(2)还包括动子内管(24)，所述第一磁铁(21)套设在所述动子内管(24)外，所述第二磁铁(22)套设在所述动子内管(24)外，所述动子内管(24)为耐腐蚀的非导磁金属材料制成。

7.根据权利要求1所述的圆筒型潜油直线电机，其特征在于：所述动子(2)的长度小于所述定子(1)的长度。

8.根据权利要求1所述的圆筒型潜油直线电机，其特征在于：所述定子(1)包括定子内管(14)、定子外管(13)和设置在所述定子内管(14)、定子外管(13)之间的线圈(11)，所述线圈(11)沿所述定子(1)的轴向布置，相邻的线圈(11)之间设有硅钢片(12)。

9.根据权利要求8所述的圆筒型潜油直线电机，其特征在于：所述线圈(11)为环氧树脂灌封且包裹绝缘纸。

10.一种潜油式直线抽油机，包括抽油泵，所述抽油泵设有柱塞(3)，其特征在于：还包括权利要求1至9任一项所述的圆筒型潜油直线电机，所述动子(2)与所述柱塞(3)连接。

Images