CN1587708A - 一种直线电机驱动的柱塞式抽油泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直线电机驱动的柱塞式抽油泵，涉及石油开采设备领域。本发明主要由导管、置于导管内的直线电机、导杆、控制系统和柱塞式抽油泵等组成。所述直线电机主要由密封筒、置于密封筒内的圆筒和圆筒内的圆柱体等组成，圆柱体下端与导杆相连，导杆另一端穿过密封筒下端的密封盒与抽油泵柱塞相连，导管内有均布导油孔的凸台，圆筒内壁镶绕组作为电机初级，圆柱体外侧表面镶永磁体作为电机次级。本发明传动系统简单、安全、可靠，省去了克服抽油杆重量的能耗，因而更节能，并可以通过控制系统改变直线电机工作参数，直接进行无级调节冲程、冲次及其他抽汲工作参数，且检泵等作业方便，适用于不同井况的采油井。

Description

一种直线电机驱动的柱塞式抽油泵

一、技术领域

本发明涉及一种石油开采设备，特别是以直线电机直接驱动的柱塞式抽油泵。

二、现有技术

柱塞式抽油泵是目前油田上广泛使用的一种石油开采设备，是有杆抽油系统中的主要设备，其合理的结构使其具有很强的生命力。该系统是通过减速装置和抽油机把旋转电机的高速旋转运动变成低速直线往复运动，再把动力通过抽油杆柱传递给抽油泵，将井底的液体举升至地面。

但这种由旋转电机带动柱塞式抽油泵工作的抽油系统，明显存在如下问题：

1、整个传动系统部件多、传动路线长，传动效率低，系统出现故障的可能性大。

2、抽油杆柱自身重量大，采油生产时所需能量中有50％以上用以克服抽油杆柱重量，造成大量的无功能量损耗。

为克服上述不足，人们又采用了一种无杆抽油泵即潜油电泵来进行采油作业。它是依靠井底的旋转电机直接驱动多级离心泵，将井液举升至地面。但这种抽油系统也存在如下的局限性：

1、电机转速高，排量较大，不适用于井底供液不充分的采油井；

2、对于含气较多的油气混合井，泵效较低，且易产生气蚀，离心泵叶片损坏较快。

三、发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种传动简单、适用范围广且操作方便、安全可靠、较常规抽油方式更节能的直线电机驱动的柱塞式抽油泵。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：

本发明主要由导管、置于导管内的直线电机、导杆、控制系统和柱塞式抽油泵等组成。导管置于套管内，其上端通过导管接箍与油管相接，下端与柱塞式抽油泵的工作筒相接。

置于导管内的直线电机主要由上端有密封体、下端有密封盒的密封筒、置于密封筒内的圆筒和圆筒内的圆柱体等组成，密封筒内径和圆筒外径大小相适应，圆筒内径和圆柱体外径大小相适应。

圆柱体下端与导杆相连，导杆另一端穿过密封筒下端的密封盒与抽油泵柱塞相连。

导管内有凸台以方便密封筒固定，凸台上设有均布的导油孔。

圆筒内壁镶有作为电机初级的绕组，圆柱体外侧表面镶有作为电机次级的永磁体。在所述的初级上接有控制系统。

圆筒内壁也可镶永磁体作为电机次级，其对应的圆柱体外侧表面镶绕组作为电机初级。在所述的初级上接有控制系统。

圆筒为中空的圆柱形体，与其对应的圆柱体、密封筒三者相适应。

圆筒也可为中空的多边形体，与其对应的圆柱体、密封筒三者相适应。

采用本发明的技术方案，克服了现有技术之不足，传动系统简单、安全、可靠，省去了克服抽油杆重量的能量消耗，因而更节能，并可以通过控制系统改变直线电机工作参数，直接进行无级调节冲程、冲次及其他抽汲工作参数，且检泵等作业方便，适用于不同井况的采油井。

四、附图说明

图1为本发明的结构示意图。图中各编号分别所示为：1-井口，2-油管，3-导管，4-套管，5-密封筒，6-圆筒，7-绕组，8-永磁体，9-圆柱体，10-密封盒，11-扶正锚，12-导杆，13-柱塞，14-游动阀，15-工作筒，16-固定阀，17-凸台，18-导油孔，19-密封体，20-导管接箍，21-控制系统。

五、实施例

下面结合附图对本发明作进一步说明。

参见图1，本发明主要由导管3、置于导管3内的直线电机、导杆12、控制系统21和柱塞式抽油泵等组成。导管3置于套管4内，其上端通过导管接箍20与油管2相接，下端与柱塞式抽油泵的工作筒15相接。在导管3和套管4之间设有扶正锚11，用以固定导管3。

置于导管3内的直线电机主要由上端有密封体19、下端有密封盒10的密封筒5、置于密封筒5内的圆筒6、圆筒6内的圆柱体9等组成，密封筒5内径和圆筒6外径大小相适应，以形成紧配合，相互间不产生运动。圆筒6内径和圆柱体9外径大小相适应，圆柱体9可在圆筒6内轴向位移。

密封筒5上端依靠密封体19密封。

圆柱体9下端与导杆12相连，导杆12另一端穿过密封筒5下端的密封盒10与抽油泵柱塞13相连。

导管3内有凸台17以方便密封筒5固定，凸台17上设有均布的导油孔18。

圆筒6内壁镶有绕组7作为电机初级，圆柱体9外侧表面镶有永磁体8作为电机次级。在所述的初级上接有控制系统21。

圆筒6内壁也可镶永磁体8作为电机次级，其对应的圆柱体9外侧表面镶绕组7作为电机初级。在所述的初级上接有控制系统21。

圆筒6为中空的圆柱形体，与其对应的圆柱体9、密封筒5三者相适应。

圆筒6也可为中空的多边形体，与其对应的圆柱体9、密封筒5三者相适应。

本发明的工作原理：

当直线电机的初级即圆筒6内表面镶的绕组7通电时，绕组7与直线电机的次级即圆柱体9上的永磁体8形成的磁场对圆柱体9产生轴向力，并使其上行(或下行)，从而通过导杆12驱动柱塞13完成上冲程(或下冲程)；当圆柱体9上行(或下行)到圆筒6上端(或下端)时，此时控制系统21给出电流换向的信号，则初级与次级之间产生反向磁场，这时圆柱体9所受的力与前者相反，圆柱体9下行(或上行)，并通过导杆12驱动柱塞13完成下冲程(或下冲程)。同理，当圆柱体9运行到圆筒6下端(或上端)时，就通过控制系统21进行换向。从而作为直线电机次级的圆柱体9带动柱塞13作上下往复运动，实现抽油作业。从抽油泵出来的油液经过密封筒5和导管3之间的环形空间及凸台17上的导油孔18进入油管2和井口1到达地面管网。

Claims (3)

1、一种直线电机驱动的柱塞式抽油泵，主要由导管(3)、置于导管(3)内的直线电机、导杆(12)、控制系统(21)和柱塞式抽油泵等组成，导管(3)置于套管(4)内，其上端通过导管接箍(20)与油管(2)相接，下端与柱塞式抽油泵的工作筒(15)相接，其特征在于：

置于导管(3)内的直线电机主要由上端有密封体(19)、下端有带有密封盒(10)的密封筒(5)、置于密封筒(5)内的圆筒(6)和圆筒(6)内的圆柱体(9)等组成，密封筒(5)内径和圆筒(6)外径大小相适应，圆筒(6)内径和圆柱体(9)外径大小相适应；

圆柱体(9)下端与导杆(12)相连，导杆(12)另一端穿过密封筒(5)下端的密封盒(10)与抽油泵柱塞(13)相连；

导管(3)内有凸台(17)以方便密封筒(5)固定，凸台(17)上设有均布的导油孔(18)；

圆筒(6)为中空的圆柱形体，其内壁镶有作为电机初级的绕组(7)，圆柱体(9)外侧表面镶有作为电机次级的永磁体(8)，在所述的初级上接有控制系统(21)。

2、根据权利要求1所述的一种直线电机驱动的柱塞式抽油泵，其特征在于：所述圆筒(6)内壁镶有作为电机次级的永磁体(8)，其对应的圆柱体(9)外侧表面镶有作为电机初级的绕组(7)，在所述的初级上接有控制系统(21)。

3、根据权利要求1或2所述的一种直线电机驱动的柱塞式抽油泵，其特征在于：所述圆筒(6)为中空的多边形体，与其对应的圆柱体(9)、密封筒(5)三者相适应。

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