CN113629972A - 一种潜油直线电机动力装置的动子结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种潜油直线电机动力装置的动子结构,包括不导磁动子芯轴,在不导磁动子芯轴外表面套设有不导磁芯筒,在所述不导磁芯统外表面套设有两端面内凹的第一导磁铁与第一永磁铁组成的第一组合环,第一永磁体环的外侧面设有两端面内凹的第二导磁铁与第二永磁铁组成的第二组合环,在第二永磁体环的外侧面设有两端面内凹的第三导磁铁与第三永磁铁组成的第三组合环。本发明两端面外凸的永磁铁环和内凹的导磁铁与永磁铁组合环的永磁体积的增加,及在轴向永磁体环合理排布,使得推力大幅度提高。本发明还可以通过改内凹的导磁铁与永磁铁组合环的永磁体环导磁铁的结构比例来改变体积变化,进一步提高推力。
Description
技术领域
本发明属于石油采油装备制造领域,涉及一种潜油直线电机动力装置的动子结构。
背景技术
目前石油采油技术多使用传统的游梁式抽油机占采油设备的90%以上,游梁式抽油机体积大,耗电多,系统效率低,同时采油的工作循环中大量的无功运行,限于传统抽油的有杆泵抽油特性,受结构影响,井管杆偏磨一直是老大难问题,至今未得到良好的解决,据相关报导每年必起井一次来更换磨损的井管杆,其维修费达3万元之多。另一方面由于国内地下能源下降,油田含水率达80%以上,并正开发储备井中也以低渗、超低渗、致密油,特殊岩性比达80%,推行斜井、水平井、大井纵布局这些都限制游梁机的使用,而且由于传统采油设备在结构上先天缺陷,在井口无法解决密封问题,在洪范区时势必产生大量的落地油,从而对地面和水平带来严重污染,泄漏事故频繁发生,已不能满足现行“新两法”要求。
基于上述问题,目前往复潜油电泵技术虽然部分解决了1500米左右的低渗小排量采油问题,但对于大深井3000米左右的低中渗排量还不能得到解决,为此开展对低冲次、大推力、适合周期性断续工作制度潜油直线电机的动力特性,改变非工作频率过高现象,适合断续周期性工作载荷特性和调频范围。
发明内容
针对上述技术问题,本发明的目的在于提供一种潜油直线电机动力装置中的动子结构,旨在通过采用新式动子结构使得低速大推力的动力系统实现提升推力效果。
为实现上述目的,本发明是根据以下技术方案实现的:.
种潜油直线电机动力装置的动子结构,包括不导磁动子芯轴,在所述不导磁动子芯轴外表面套设有不导磁芯筒,在所述不导磁芯统外表面套设有两端面内凹的第一导磁铁与第一永磁铁组成的第一组合环,所述第一导磁铁套接在不导磁芯筒外圆周表面,第一永磁铁套接在所述第一导磁铁的外圆周表面,其中所述第一导磁铁与第一永磁铁耦合并且横截面为反梯形,在第一组合环两侧侧分别对称设有两端面外凸的第一永磁体环和第二永磁体环,所述第一永磁体环和第二永磁体环的表面分别与所述不导磁芯筒的外表面贴合并且横截面都为反梯形,
在所述第一永磁体环的外侧面设有两端面内凹的第二导磁铁与第二永磁铁组成的第二组合环,所述第二导磁铁套接在不导磁芯筒外圆周表面,第二永磁铁套接在所述第二导磁铁的外圆周表面,其中所述第二导磁铁与第二永磁铁耦合并且横截面为直角正梯形,
在所述第二永磁体环的外侧面设有两端面内凹的第三导磁铁与第三永磁铁组成的第三组合环,所述第三导磁铁套接在不导磁芯筒外圆周表面,第三永磁铁套接在所述第三导磁铁的外圆周表面,其中所述第三导磁铁与第三永磁铁耦合并且横截面为直角正梯形,
所述第二组合环、第一永磁体环、第一组合环、第二永磁体环、第三组合环同轴设置并依次耦合连接。
优选地,正梯形的第一永磁体环和第二永磁铁环的轴向截面从内环到外环的两侧宽减小,与垂直轴线的夹角α=°~°。
优选地,在所述第二组合环外侧面安装一层左导磁端片,在所述第三组合环外侧面安装一层右导磁端片,所述左导磁端片与所述右导磁端片的内孔与所述不导磁芯筒两端孔用激光熔覆周焊,外圆分别与第二组合环和第三组合环激光熔覆周焊。
优选地,所述第一永磁体环沿着不导磁动子芯轴径向方向的高度与所述第一组合环、第二组合环、第三组合环沿着不导磁动子芯轴径向的高度相同,且所述第一导磁铁、第二导磁铁、第三导磁铁沿着不导磁动子芯轴径向方向的高度相同。
优选地,还包括不导磁铁环,所述不导磁铁环包覆在所述第二组合环、第一永磁体环、第一组合环、第二永磁体环、第三组合环延着不导磁芯轴轴向方向的外表面。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
1、本发明在限定的两极距单元2L0中(L0—表示一个极距轴向长度mm),除采用两端面内凹的导磁铁与永磁铁组合环、两端面外凸的两个永磁铁环、1/2两端面内凹的导磁铁与永磁铁组合环在轴向截面相耦合之外与不导磁芯筒、和不导磁、耐腐蚀、耐磨损材料环圈、及左、右导磁端片构成整体称为—单元永磁体滑环。其两端面外凸的永磁铁环和内凹的导磁铁与永磁铁组合环的永磁体积的增加,及在轴向永磁体环合理排布,使得推力大幅度提高。
2、所述的单元永磁体滑环中的两端面内凹的导磁铁与永磁铁组合环、两端面外凸的两个永磁铁环、1/2两端面内凹的导磁铁与永磁铁组合环,免除包裹两两端面间的导磁铁薄板,使导磁率提高,磁阻下降,电机发热下降,提高了电机的绝缘性。
3、所述的单元永磁体滑环是采用两极距单元2L0整体装配方式,其装配精度高,生产率高,生产成本下降。
附图说明
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,还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明的潜油直线电机动子装置的动子结构示意图;
图2是图1中部分结构放大示意图;
其中,1-动子下端头,2-锁紧销钉,3-动子末端板,4-动子结构,5-动子首端板,6-锁紧销钉,7-不导磁动子芯轴,8-动子上端头,9-螺丝销钉,10、13、16-导磁填料,11-第一组合环,12-第二组合环,14-圆柱销轴,15-上端件,17-圆柱销轴,18-左导磁端片,19-不导磁铁环,20-第二永磁铁,21-第二导磁铁,22-第一永磁体环,23-第一永磁铁,24-第一导磁铁,25-第三永磁铁,26-第三导磁铁,27-右导磁端片,28-不导磁芯筒,29-第二永磁体环,
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示,本发明阐述了一种潜油直线电机动力装置中的动本发明的优选子结构,具体实例中,如图1、2所示,一种潜油直线电机动力装置的动子结构,包括不导磁动子芯轴7,在不导磁动子芯轴7外表面套设有不导磁芯筒28,在不导磁芯统外表面套设有两端面内凹的第一导磁铁24与第一永磁铁23组成的第一组合环,第一导磁铁24套接在不导磁芯筒28外圆周表面,第一永磁铁23套接在第一导磁铁24的外圆周表面,其中第一导磁铁(24)与第一永磁铁23耦合并且横截面为反梯形,在第一组合环两侧侧分别对称设有两端面外凸的第一永磁体环22和第二永磁体环29,第一永磁体环22和第二永磁体环29的表面分别与不导磁芯筒28的外表面贴合并且横截面都为反梯形,
在第一永磁体环22的外侧面设有两端面内凹的第二导磁铁21与第二永磁铁20组成的第二组合环,第二导磁铁21套接在不导磁芯筒28外圆周表面,第二永磁铁20套接在第二导磁铁21的外圆周表面,其中第二导磁铁21与第二永磁铁20耦合并且横截面为直角正梯形,
在第二永磁体环22的外侧面设有两端面内凹的第三导磁铁26与第三永磁铁25组成的第三组合环,第三导磁铁26套接在不导磁芯筒28外圆周表面,第三永磁铁25套接在第三导磁铁26的外圆周表面,其中第三导磁铁26与第三永磁铁25耦合并且横截面为直角正梯形,
其中,第二导磁铁21和第三导磁铁26的结构为第一导磁铁24的一半,第二永磁铁20和第三永磁铁25的结构为第一永磁铁23的一半,
第二组合环、第一永磁体环22、第一组合环、第二永磁体环29、第三组合环同轴设置并依次耦合连接。
正梯形的第一永磁体环22和第二永磁铁环29的轴向截面从内环到外环的两侧宽减小,与垂直轴线的夹角α=7°~15°。
在第二组合环外侧面安装一层左导磁端片18,在第三组合环外侧面安装一层右导磁端片27,左导磁端片18与右导磁端片27的内孔与不导磁芯筒28两端孔用激光熔覆周焊,外圆分别与第二组合环和第三组合环激光熔覆周焊。如图1所示,L1=2L0,其中L0为第二永磁体环22与第一组合环11在轴向方向的宽度,L1为动子结构的一个周期的宽度。
本发明优选实施例中,第一永磁体环22沿着不导磁动子芯轴7径向方向的高度与第一组合环、第二组合环、第三组合环沿着不导磁动子芯轴7径向的高度相同,且第一导磁铁24、第二导磁铁21、第三导磁铁26沿着不导磁动子芯轴7径向方向的高度相同。
在本发明的优选实施例中,在第二组合环外侧面安装一层左导磁端片18,在第三组合环外侧面安装一层右导磁端片27,左导磁端片18与右导磁端片27的内孔与不导磁芯筒28两端孔用激光熔覆周焊,外圆分别与第二组合环和第三组合环激光熔覆周焊。
本发明还包括不导磁铁环19,不导磁铁环19包覆在第二组合环、第一永磁体环22、第一组合环、第二永磁体环29、第三组合环延着不导磁芯轴轴向方向的外表面。左导磁端片18、右导磁端片27外圆与不导磁铁环19的端面用激光熔覆端焊而成。而不导磁铁环19具有不导磁、耐腐蚀、耐磨损等特点。
本发明优选实施例中,实施例中,当n个L1长的单元永磁体滑环装配中,在其两端面涂有耐腐蚀胶。
以下说明本发明的动子结构的工作原理图:
图1中,放大图Ⅰ潜油直线电机动力装置的动子结构4的动子下端头1与动子末端板3装配中,在动子末端板3装入不导磁动子芯轴7预应力后,打入圆柱销轴14,采用耐腐蚀的导磁填料13焊接,将圆柱销轴14固结。
放大图Ⅱ动子任意两L1连接处利用两端面内凹的第一导磁铁与第一永磁铁的第一组合环11,装入不导磁动子芯轴7预应力后,用螺丝销钉9锁紧后再用耐腐蚀、耐磨损的导磁填料10焊接。
放大图Ⅲ潜油直线电机动力装置的动子结构4的动子上端头8与上端件15装配中,在上端件15装入不导磁动子芯轴7预应力后,打入圆柱销轴17,采用耐腐蚀的导磁填料16焊接,将圆柱销轴17固结。
本发明优选的实施例中,正梯形的第一永磁体环22和第二永磁铁环29的轴向截面从内环到外环的两侧宽减小,与垂直轴线的夹角α=7°~15°。具体地,在限定的两极距单元2L0中其两端面外凸的永磁铁环22、29和内凹的导磁铁24与永磁铁23组合环的永磁铁体积的增加,及在轴向永磁体环合理排布,使得推力大幅度提高。还可以通过改内凹的导磁铁24与永磁铁23组合环的永磁铁环导磁铁环的结构比例来改变永磁铁环体积的变化,进一步提高推力,是保证提高推力的主要条件。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (5)
1.一种潜油直线电机动力装置的动子结构,其特征在于,包括不导磁动子芯轴(7),在所述不导磁动子芯轴(7)外表面套设有不导磁芯筒(28),在所述不导磁芯统外表面套设有两端面内凹的第一导磁铁(24)与第一永磁铁(23)组成的第一组合环,所述第一导磁铁(24)套接在不导磁芯筒(28)外圆周表面,第一永磁铁(23)套接在所述第一导磁铁(24)的外圆周表面,其中所述第一导磁铁(24)与第一永磁铁(23)耦合并且横截面为反梯形,在第一组合环两侧侧分别对称设有两端面外凸的第一永磁体环(22)和第二永磁体环(29),所述第一永磁体环(22)和第二永磁体环(29)的表面分别与所述不导磁芯筒(28)的外表面贴合并且横截面都为反梯形,
在所述第一永磁体环(22)的外侧面设有两端面内凹的第二导磁铁(21)与第二永磁铁(20)组成的第二组合环,所述第二导磁铁(21)套接在不导磁芯筒(28)外圆周表面,第二永磁铁(20)套接在所述第二导磁铁(21)的外圆周表面,其中所述第二导磁铁(21)与第二永磁铁(20)耦合并且横截面为直角正梯形,
在所述第二永磁体环(22)的外侧面设有两端面内凹的第三导磁铁(26)与第三永磁铁(25)组成的第三组合环,所述第三导磁铁(26)套接在不导磁芯筒(28)外圆周表面,第三永磁铁(25)套接在所述第三导磁铁(26)的外圆周表面,其中所述第三导磁铁(26)与第三永磁铁(25)耦合并且横截面为直角正梯形,
所述第二组合环、第一永磁体环(22)、第一组合环、第二永磁体环(29)、第三组合环同轴设置并依次耦合连接。
2.根据权利要求1所述的动子结构,其特征在于,正梯形的第一永磁体环(22)和第二永磁铁环(29)的轴向截面从内环到外环的两侧宽减小,与垂直轴线的夹角α=7°~15°。
3.根据权利要求1或2所述的动子结构,其特征在于,在所述第二组合环外侧面安装一层左导磁端片(18),在所述第三组合环外侧面安装一层右导磁端片(27),所述左导磁端片(18)与所述右导磁端片(27)的内孔与所述不导磁芯筒(28)两端孔用激光熔覆周焊,外圆分别与第二组合环和第三组合环激光熔覆周焊。
4.根据权利要求1所述的动子结构,其特征在于,所述第一永磁体环(22)沿着不导磁动子芯轴(7)径向方向的高度与所述第一组合环、第二组合环、第三组合环沿着不导磁动子芯轴(7)径向的高度相同,且所述第一导磁铁(24)、第二导磁铁(21)、第三导磁铁(26)沿着不导磁动子芯轴(7)径向方向的高度相同。
5.根据权利要求4所述的动子结构,其特征在于,还包括不导磁铁环(19),所述不导磁铁环(19)包覆在所述第二组合环、第一永磁体环(22)、第一组合环、第二永磁体环(29)、第三组合环延着不导磁芯轴轴向方向的外表面。
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