CN105221438A - 一种潜油电机、螺杆泵一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油井机械采油设备技术领域，具体涉及一种潜油电机、螺杆泵一体化装置，该潜油电机、螺杆泵一体化装置由潜油电机和螺杆泵合成，由外及内依次包括电机壳、电机定子、永磁体、电机转子、螺杆泵定子、螺杆泵转子，电机转子和螺杆泵定子为一体式结构，电机转子外部安装着永磁体，永磁体和电机定子相对而设产生旋转磁场，电机定子固定在电机壳内，螺杆泵定子内部设置螺杆泵转子。这种潜油电机、螺杆泵一体化装置，将潜油电机和螺杆泵进行一体化设计，解决了电机与抽油泵之间连接磨损、同心度不好的问题，使系统的寿命大大提高，同时极大减少了安装、生产、维护方面的成本，并且简化系统结构，提高潜油直驱螺杆泵无杆采油系统效率。
Description
技术领域
本发明属于油井机械采油设备技术领域，具体涉及一种潜油电机、螺杆泵一体化装置，用于潜油直驱螺杆泵无杆采油系统。
背景技术
油田普遍采用抽油机有杆泵采油系统，虽然具有结构简单、装置耐用、可靠性强、技术成熟等优点，但也存在一些难以克服的问题：一是系统效率偏低、能耗高，二是杆管偏磨问题，三是调参复杂，这些问题不但制约了油井免修期的进一步提高、降低了生产时率，同时也增加了油井后期的运行、维护成本。
目前，已研发出潜油直驱螺杆泵无杆采油工艺，通过置于井下的潜油电机直接驱动螺杆泵旋转运动实现举升抽油的目的。潜油直驱螺杆泵系统组成：永磁伺服电机、螺杆泵、电缆和地面控制系统。地面控制系统通过电缆将电能传递给井下的永磁伺服电机，电机动子做旋转运动，带动螺杆泵转子旋转运行将螺杆泵转子与定子之间的密封腔室内的液体就向前推进一个螺距，随着螺杆泵定子的连续转动，液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔，最后挤出泵体。
与抽油机有杆泵采油系统相比，该工艺不需要抽油杆，从根本上解决了定向井普遍存在的杆管偏磨问题；由于省去了中间传动环节，提高了抽油泵泵效，使得系统效率进一步提升；应用数控方式调整系统运行参数，降低了系统运行维护成本和劳动强度，易于实现数字化管理。如何进一步简化结构，提高该系统的整体性能和稳定性都是下一步需要研究的方向。
发明内容
本发明的目的是将潜油电机和螺杆泵进行一体化设计，简化系统结构，提高潜油直驱螺杆泵无杆采油系统效率。
为此，本发明提供了一种潜油电机、螺杆泵一体化装置，该潜油电机、螺杆泵一体化装置由潜油电机和螺杆泵合成，由外及内依次包括电机壳、电机定子、永磁体、电机转子、螺杆泵定子、螺杆泵转子，所述电机转子和螺杆泵定子为一体式结构，电机转子外部安装着永磁体，永磁体和电机定子相对而设产生旋转磁场，电机定子固定在电机壳内，所述的螺杆泵定子内部设置螺杆泵转子。
所述的电机定子上的磁路结构采用闭口槽型。
所述的潜油电机采用交流永磁同步伺服电机。
本发明的有益效果：
（1）大大缩短螺杆泵和潜油旋转电机整体长度，提高了潜油电机系统在大斜度井的通过性。
（2）电机与螺杆泵合二为一，解决了电机与抽油泵之间连接磨损、同心度不好的问题，使系统的寿命大大提高，同时极大减少了安装、生产、维护方面的成本。
（3）减少潜油电机与螺杆泵连接部位脱扣的风险。
（4）简化了系统结构，提高了潜油电机无杆采油系统效率。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的结构示意图。
附图标记说明：1、电机壳；2、电机定子；3、永磁体；4、螺杆泵定子；5、螺杆泵转子；6、电机转子。
具体实施方式
本实施例提供一种潜油电机、螺杆泵一体化装置，该潜油电机、螺杆泵一体化装置由潜油电机和螺杆泵合成，如图1所示，由外及内依次包括电机壳1、电机定子2、永磁体3、电机转子6、螺杆泵定子4、螺杆泵转子5，所述电机转子6和螺杆泵定子4为一体式结构，电机转子6外部安装着永磁体3，永磁体3和电机定子2相对而设产生旋转磁场，电机定子2固定在电机壳1内，所述的螺杆泵定子4内部设置螺杆泵转子5。
潜油电机采用具有低速大扭矩特点的交流永磁同步伺服电机，电机结构与常规旋转电机结构相似，主要包括电机壳1、电机定子2、永磁体3和电机转子6，电机定子2采用闭口槽型磁路结构，电机转子6上加永磁体3的方法来产生磁场，无需励磁线圈也无需励磁电流，效率高结构简单，电机作为井下采油动力源，电机转子6做旋转运动，永磁伺服电机的转子3与螺杆泵定子4为一体式结构，与常规螺杆泵不同的是这里的螺杆泵转子5保持固定，通过螺杆泵定子4旋转运动与螺杆泵转子5表面形成泵的密封腔室，螺杆泵定子4转动一周，密封腔室内的液体就向前推进一个螺距，随着螺杆泵定子4的连续转动，液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔，最后挤出泵体。
工作过程：电机转子和螺杆泵定子4为一体式结构，电机转子6做旋转运动，带动螺杆泵定子4做旋转运动，与常规螺杆泵不同的是这里的螺杆泵转子5保持固定，通过螺杆泵定子4旋转运动与螺杆泵转子5表面形成泵的密封腔室，螺杆泵定子4转动一周，密封腔室内的液体就向前推进一个螺距，随着螺杆泵定子4的连续转动，液体螺旋形方式从一个密封腔压向另一个密封腔，最后挤出泵体，将液体举升到油管内。
本实施例中，涉及到的具体的电机壳1、电机定子2、永磁体3、电机转子6、螺杆泵定子4、螺杆泵转子5的相互安装关系，由于除了在文中提到的永磁伺服电机的转子3与螺杆泵定子4为一体式结构外，其他部件之间的安装关系与常规的潜油电机、螺杆泵中各个零件的安装关系完全一样，在此不作出详细说明。
综上所述，本发明的这种潜油电机、螺杆泵一体化装置，将潜油电机和螺杆泵进行组装合体，形成一个独立的个体，但组成其的潜油电机和螺杆泵两部分结构原理不改变，实现各部分的功能，这样大大缩短螺杆泵和潜油旋转电机整体长度，提高了潜油电机系统在大斜度井的通过性，减少潜油电机与螺杆泵连接部位脱扣的风险；而且，电机与螺杆泵合二为一，解决了电机与抽油泵之间连接磨损、同心度不好的问题，使系统的寿命大大提高，同时极大减少了安装、生产、维护方面的成本，简化了系统结构，提高了潜油电机无杆采油系统效率。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种潜油电机、螺杆泵一体化装置，其特征在于：该潜油电机、螺杆泵一体化装置由潜油电机和螺杆泵合成，由外及内依次包括电机壳（1）、电机定子（2）、永磁体（3）、电机转子（6）、螺杆泵定子（4）、螺杆泵转子（5），所述电机转子（6）和螺杆泵定子（4）为一体式结构，电机转子（6）外部安装着永磁体（3），永磁体（3）和电机定子（2）相对而设产生旋转磁场，电机定子（2）固定在电机壳（1）内，所述的螺杆泵定子（4）内部设置螺杆泵转子（5）。
2.如权利要求1所述的潜油电机、螺杆泵一体化装置，其特征在于：所述的电机定子（2）上的磁路结构采用闭口槽型。
3.如权利要求1所述的潜油电机、螺杆泵一体化装置，其特征在于：所述的潜油电机采用交流永磁同步伺服电机。
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| CN201510607995.2A CN105221438A (zh) | 2015-09-23 | 2015-09-23 | 一种潜油电机、螺杆泵一体化装置 |
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| CN105221438A true CN105221438A (zh) | 2016-01-06 |
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|---|---|
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2015
- 2015-09-23 CN CN201510607995.2A patent/CN105221438A/zh active Pending
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