CN102828939A - 带有缓冲器的电潜双向管式抽油泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带有缓冲器的电潜双向管式抽油泵，包括圆筒形直线电机部分、抽油泵部分及出油部分，抽油泵的前端同轴连通固装进出油部分，后端同轴固装圆筒形直线电机部分，所述圆筒形直线电机部分的芯轴上同轴安装一缓冲器，该缓冲器前端的芯轴上同轴连接抽油泵部分的泵拉杆。本发明以交变磁场和永磁动子产生电磁推力为基本原理的电潜双向抽油装置，省去了地面上各种笨重的装置，大大简化了系统结构，减小了损耗，提高了系统效率，真正做到了既节能又环保、现场占地面积小又无噪音，即适合城区、住宅小区使用又适应各种恶劣工作环境，特别是深井、斜井等，为新型节能抽油机的制造开辟了新的道路。
Description
技术领域
本发明属于油田开采设备领域，涉及电潜管式抽油泵，尤其是一种带有缓冲器的电潜双向管式抽油泵。
背景技术
目前，传统的有杆采油是通过抽油机-抽油杆-深井泵来达到采油目的。存在的缺点是：1、普遍存在严重的“大马拉小车”现象，整个抽油系统效率低，耗能高；2、工频启动力矩大，对机械的冲击大，易出现断杆、卡井、减速机齿轮损坏、烧毁电机等较严重故障；2、油井中、后期供液不足时，停机调参、调参范围窄难度大，更换皮带轮或减速箱，较烦琐，危险性大，工作量大；3、斜井、大斜度井抽油杆与油管偏磨严重，检泵周期短；4、抽油管、杆承载与卸载的伸缩变形，是采油装置系统效率低的主要原因，也是无法解决的一大难题；5、离心式潜油电泵只适用于大排量高含水的油井，适用井况范围窄。
通过检索，尚未发现与本发明申请相同的公开专利文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种带有缓冲器的电潜双向管式抽油泵，该抽油泵以交变磁场和永磁动子产生电磁推力为基本原理，并安装有缓冲器。
本发明的目的是这样实现的：
一种带有缓冲器的电潜双向管式抽油泵，包括圆筒形直线电机部分、抽油泵部分及出油部分，抽油泵的前端同轴连通固装进出油部分，后端同轴固装圆筒形直线电机部分，其特征在于：
⑴所述圆筒形直线电机部分的芯轴上同轴安装一缓冲器，该缓冲器前端的芯轴上同轴连接抽油泵部分的泵拉杆；
⑵所述抽油泵部分及进出油部分自前至后由同轴的油管变扣接箍、下泵凡尔总成、上泵凡尔总成及上泵套筒、下泵套筒连接而成，油管变扣接箍与下泵凡尔总成同轴连接，下泵凡尔总成与上泵凡尔总成同轴连接，上泵凡尔总成通过上泵进油接箍与上泵套筒同轴连接，上泵套筒通过呼吸接箍与下泵套筒同轴连接，下泵套筒通过油泵接箍同轴连接圆筒形直线电机部分；
⑶圆筒形直线电机的芯轴同轴连接一泵拉杆，该泵拉杆外同轴安装下泵泵筒，该下泵泵筒同轴固装在呼吸接箍的后端，在下泵泵筒内的泵拉杆上径向固装下泵软柱塞，该下泵软柱塞在下泵泵筒内同轴密封滑动运行，下泵套筒与下泵泵筒之间形成下泵进出油道；
⑷在呼吸接箍前端同轴密封固装上泵密封短节，该上泵密封短节同轴固装上泵泵筒；在下泵软柱塞前端同轴固装上泵柱塞，该上泵柱塞同轴安装在上泵泵筒内，并在上泵密封短节内同轴密封滑动运行，上泵进油反尔外径与上泵进出油道隔套之间形成上泵进出油道；
⑸在上泵进油接箍前端同轴固装上泵凡尔总成，该上泵凡尔总成由上泵出油凡尔及上泵进油凡尔依次连通同轴设置而成，该上泵进油凡尔与上泵进油凡尔连通上泵吸排油道，上泵出油凡尔通过上泵出油油道直接连通油管变扣接箍,通过油管将液排出地面；
下泵凡尔总成由下泵出油凡尔及下泵进油凡尔依次连通同轴设置而成，下泵进油凡尔与下泵出油凡尔之间连通与筒壁之间形成的下泵吸排油道，下泵出油凡尔直接连通油管变扣接箍,通过油管将液排出地面。
而且，所述圆筒形直线电机部分包括包括电机外管、过度外管、缓冲器、上屏蔽管、磁钢磁靴、动子屏蔽管、硅钢片、线圈及压差补给活塞，在电机外管的后端同轴啮合固装电机尾管接箍，在电机外管的前端同轴固装过度外管及上屏蔽管，由电机外管、硅钢片、线圈、线圈护板、线圈支架所构成的定子内同轴装有由动子屏蔽管、磁钢、磁靴、中心管构成的动子及缓冲器；电机下端同轴装有压差补给保护器及电机尾管接箍。
而且，所述该缓冲器安装在圆筒形直线电机的动子上，由缓冲器外壳、缓冲弹簧、缓冲器芯轴三大部分所组成，缓冲器芯轴的前端与抽油泵部分的泵拉杆相连，缓冲器外壳下端与电机次级动子相连，上行推动缓冲器外壳逐渐压缩弹簧，弹簧并圈后推动抽油泵运动；下行拉动缓冲器外壳逐渐压缩弹簧，弹簧并圈后拉动抽油泵运动。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明可实现无杆采油，与现有举升方式相比，在节省大量投资、减少起下作业时间和成本的同时，彻底解决了管杆偏磨的老大难问题。
2、本发明动载小，运行平稳，在每个冲程中90%的时间都是匀速运行，不像游梁式抽油机运动速度有极大值，所以在平均速度相等的情况下，匀速运动抽油机的运动速度最大值要小得多，因此加速度也小得多。
3、本发明通过直线电机直接转换为抽油泵直线往复运动，减少了机械转换环节，提高了传动效率，节能效果明显，与同等产液量传统游梁式抽油机相比，耗电量减少40％以上。
4、本发明采用的直线电机直接与泵在井下连接，整体最大长度12.1m，整体最大外径114mm，方便通过拐点较大的造斜井段，顺利实现油井深抽开采。
5、本发明在直线电机的泵拉杆上安装了缓冲器，缓解了由于电机启动速度快，瞬时产生的冲击力对磁钢的破坏，有效保护了整个机构。
6、本发明的上、下行程都提吸液体做功，实现了连续抽油，比同等直径的普通抽油泵增加了一倍的排液量。
7、本发明以交变磁场和永磁动子产生电磁推力为基本原理的电潜双向抽油装置，省去了地面上各种笨重的装置，大大简化了系统结构，减小了损耗，提高了系统效率，真正做到了即节能又环保、现场占地面积小又无噪音，即适合城区、住宅小区使用又适应各种恶劣工作环境，特别是深井、斜井等，为新型节能抽油机的制造开辟了新的道路。
附图说明
图1为本发明的总体纵向中轴剖视图；
图2为图1的a段结构放大示意图；
图3为图1的b段结构放大示意图；
图4为图1的c段结构放大示意图；
图5为图2的AA向结构剖视放大图；
图6为图3的B-B向结构剖视放大图。
具体实施方式
下面结合附图详细叙述本发明的实施例；需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种带有缓冲器的电潜双向管式抽油泵，总体包括圆筒形直线电机部分c、抽油泵部分b及出油部分a，参见图1，抽油泵的前端同轴连通固装进出油部分，后端同轴固装圆筒形直线电机部分，下面予以分别描述。
1、圆筒形直线电机部分，包括电机外管29、过度外管26、缓冲器24、上屏蔽管25、磁钢磁靴27、动子屏蔽管28、硅钢片31、线圈30及压差补给活塞32，在电机外管的后端同轴啮合固装电机尾管接箍33，在电机外管的前端同轴固装过度外管及上屏蔽管，由电机外管、硅钢片、线圈、线圈护板、线圈支架所构成的定子内同轴装有由动子屏蔽管、磁钢、磁靴、中心管构成的动子及缓冲器；电机下端同轴装有压差补给保护器及电机尾管接箍。在过度外管、上屏蔽管及电机定子内安装缓冲器，该缓冲器安装在圆筒形直线电机的芯轴23上，缓冲器由缓冲器外壳、缓冲弹簧、缓冲器芯轴三大部分所组成，缓冲器芯轴的前端与抽油泵部分相连，缓冲器外壳下端与电机动子相连，上行推动缓冲器外壳逐渐压缩弹簧，弹簧并圈后推动抽油泵运动；下行拉动缓冲器外壳逐渐压缩弹簧，弹簧并圈后拉动抽油泵运动，由此缓解由于电机启动速度快、瞬时产生的冲击力对磁钢的破坏。
所述压差补给保护器是根据深度不同产生的压差设计而成，压差补给保护器同轴安装在圆筒直线电机下端，当电机运行时，定子内油质保护液一旦损耗，压差补给保护器活塞下端通过进液孔，液体对活塞下端面产生推力，活塞上行定子补充保护液通过液体补充孔进入定子。加长了定子保护液的充满周期，延长了电机使用寿命。
本发明所选用的直线电机是由普遍应用的旋转电机演变而来的。演变的过程是：先将鼠笼感应电动机的转子用整块的导体替换原来的鼠条，沿其轴向剖开将它拉直就得到原始的扁平直线感应电动机，再将其绕着与磁场移动方向相平行的某中心卷成一圆筒形，这样就得到一种结构完全不同的圆筒形直线感应电动机。
2、抽油泵部分及进出油部分，自前至后由同轴的油管变扣接箍1、下泵凡尔总成3、上泵凡尔总成8及上泵套筒12、下泵套筒17连接而成，油管变扣接箍通过螺纹啮合方式与下泵凡尔总成同轴连接，下泵凡尔总成与上泵凡尔总成通过螺纹啮合方式同轴连接，上泵凡尔总成通过上泵进油接箍10与上泵套筒同轴连接，上泵套筒通过呼吸接箍16与下泵套筒同轴连接，下泵套筒通过油泵接箍22同轴连接圆筒形直线电机部分，上泵套筒与下泵套筒构成抽油泵外管。
圆筒形直线电机的芯轴同轴连接一泵拉杆21，该泵拉杆外同轴安装下泵泵筒20，该下泵泵筒同轴固装在呼吸接箍的后端；在下泵泵筒内的泵拉杆上径向固装下泵软柱塞18，该下泵软柱塞在下泵泵筒内同轴密封滑动运行，下泵泵筒与下泵套筒之间形成下泵吸排油道19。
在呼吸接箍前端同轴密封固装上泵密封短接15，该上泵密封短接同轴固装上泵泵筒13；在下泵软柱塞前端同轴固装上泵柱塞14，该上泵柱塞同轴安装在上泵泵筒内，并可在上泵密封短接内同轴密封滑动运行，上泵进油反尔外径与上泵进出油道隔套之间形成上泵进出油道；
在上泵进油接箍前端同轴固装上泵凡尔总成，该上泵凡尔总成由上泵出油凡尔7及上泵进油凡尔9依次连通同轴设置而成，该上泵出油凡尔与上泵进油凡尔之间连通上泵吸排油道，上泵出油凡尔直接连通上泵出油道6，通过油管变扣接箍、油管将液排出地面。
下泵凡尔总成由下泵出油凡尔2及下泵进油凡尔4依次连通同轴设置而成，下泵进油凡尔与下泵出油凡尔之间连通与筒壁之间形成的另一下泵吸排油道5，下泵出油凡尔直接连通油管变扣接箍，通过油管将液排出地面。
本发明未详细叙述部分为现有技术。
本发明的工作原理是：
上泵柱塞及下泵柱塞上行：上泵油腔室体积减小，压力增大，腔内液体则通过上泵吸排油道，进入上泵出油凡尔总成与上泵进油凡尔总成之间，随着压力增大，上泵进油凡尔总成关闭，上泵出油凡尔总成打开，液体从出油口排出。此时因下泵柱塞上行，下泵油腔室体积增大，压力减小，而后形成真空，通过下泵吸排油道将真空力传导到下泵出油凡尔总成与下泵进油凡尔总成之间，致使下泵出油凡尔总成关闭，下泵进油凡尔总成打开，井液由下泵进油口吸入，进入下泵油腔室内。
上泵柱塞及下泵柱塞下行：下泵油腔室体积减小，压力增大，腔内液体则通过下泵吸排油道，进入下泵出油凡尔总成与下泵进油凡尔总成之间，随着压力增大，下泵进油凡尔总成关闭，下泵出油凡尔总成打开，液体从下泵出油口排出。此时因上泵柱塞下行，上泵油腔室体积增大，压力减小，而后形成真空，通过上泵吸排油道将真空力传导到上泵出油凡尔总成与上泵进油凡尔总成之间，致使上泵出油凡尔总成关闭，上泵进油凡尔总成打开，井液由上泵进油口吸入，进入上泵油腔室内。
如此循环往复，井液源源不断地被举升至地面。
Claims (3)
1.一种带有缓冲器的电潜双向管式抽油泵，包括圆筒形直线电机部分、抽油泵部分及出油部分，抽油泵的前端同轴连通固装进出油部分，后端同轴固装圆筒形直线电机部分，其特征在于：
⑴所述圆筒形直线电机部分的芯轴上同轴安装一缓冲器，该缓冲器前端的芯轴上同轴连接抽油泵部分的泵拉杆；
⑵所述抽油泵部分及进出油部分自前至后由同轴的油管变扣接箍、下泵凡尔总成、上泵凡尔总成及上泵套筒、下泵套筒连接而成，油管变扣接箍与下泵凡尔总成同轴连接，下泵凡尔总成与上泵凡尔总成同轴连接，上泵凡尔总成通过上泵进油接箍与上泵套筒同轴连接，上泵套筒通过呼吸接箍与下泵套筒同轴连接，下泵套筒通过油泵接箍同轴连接圆筒形直线电机部分；
⑶圆筒形直线电机的芯轴同轴连接一泵拉杆，该泵拉杆外同轴安装下泵泵筒，该下泵泵筒同轴固装在呼吸接箍的后端，在下泵泵筒内的泵拉杆上径向固装下泵软柱塞，该下泵软柱塞在下泵泵筒内同轴密封滑动运行，下泵套筒与下泵泵筒之间形成下泵进出油道；
⑷在呼吸接箍前端同轴密封固装上泵密封短节，该上泵密封短节同轴固装上泵泵筒；在下泵软柱塞前端同轴固装上泵柱塞，该上泵柱塞同轴安装在上泵泵筒内，并在上泵密封短节内同轴密封滑动运行，上泵进油反尔外径与上泵进出油道隔套之间形成上泵进出油道；
⑸在上泵进油接箍前端同轴固装上泵凡尔总成，该上泵凡尔总成由上泵出油凡尔及上泵进油凡尔依次连通同轴设置而成，该上泵进油凡尔与上泵进油凡尔连通上泵吸排油道，上泵出油凡尔通过上泵出油油道直接连通油管变扣接箍,通过油管将液排出地面；
下泵凡尔总成由下泵出油凡尔及下泵进油凡尔依次连通同轴设置而成，下泵进油凡尔与下泵出油凡尔之间连通与筒壁之间形成的下泵吸排油道，下泵出油凡尔直接连通油管变扣接箍,通过油管将液排出地面。
2.根据权利要求1所述的带有缓冲器的电潜双向管式抽油泵，其特征在于：所述圆筒形直线电机部分包括包括电机外管、过度外管、缓冲器、上屏蔽管、磁钢磁靴、动子屏蔽管、硅钢片、线圈及压差补给活塞，在电机外管的后端同轴啮合固装电机尾管接箍，在电机外管的前端同轴固装过度外管及上屏蔽管，由电机外管、硅钢片、线圈、线圈护板、线圈支架所构成的定子内同轴装有由动子屏蔽管、磁钢、磁靴、中心管构成的动子及缓冲器；电机下端同轴装有压差补给保护器及电机尾管接箍。
3.根据权利要求1或2所述的带有缓冲器的电潜双向管式抽油泵，其特征在于：所述该缓冲器安装在圆筒形直线电机的动子上，由缓冲器外壳、缓冲弹簧、缓冲器芯轴三大部分所组成，缓冲器芯轴的前端与抽油泵部分的泵拉杆相连，缓冲器外壳下端与电机次级动子相连，上行推动缓冲器外壳逐渐压缩弹簧，弹簧并圈后推动抽油泵运动；下行拉动缓冲器外壳逐渐压缩弹簧，弹簧并圈后拉动抽油泵运动。
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