CN201250771Y - 直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置 - Google Patents

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一种直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置，包括置于油井套管内直线连接的永磁直线电机和柱塞泵，永磁直线电机由圆筒形的定子与中空的动子同心组装而成，定子通过电缆与置于地面上的控制柜连接，所述柱塞泵为双泵体分体结构，上泵体位于永磁直线电机的上方，经上保护器和上密封组件与永磁直线电机的定子上端连接，下泵体位于永磁直线电机的下方，经下保护器和下密封组件与永磁直线电机的定子下端连接。本实用新型提高了电机推力，能长期稳定运行，解决了现有抽油机结构复杂、效率低、耗能较高的技术问题。并完全避免了磁钢退磁现象，提高了抽油机的生产能力，使采油成本大幅度下降。

Description

直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置
技术领域
本实用新型涉及一种高效、耐用的采油装置，特别是一种抽油机。
背景技术
传统的抽油机为游梁式抽油机系统，其结构复杂、系统效率低、耗能较高，故已被一种直线电机驱动柱塞泵采油装置代替，但已有的直线电机驱动柱塞泵采油装置也普遍存在一些问题，那就是这种采油装置的单位长度电机推力不够大，使用过程中常因电机过热造成动子磁钢退磁，造成采油装置频繁作业。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置，要解决传统游梁式抽油机系统结构复杂、系统效率低、耗能较高的技术问题；并解决直线电机驱动柱塞泵采油装置的单位长度电机推力不够大，使用过程中常因电机过热造成动子磁钢退磁，造成采油装置频繁作业的问题。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置，包括置于油井套管内直线连接的永磁直线电机和柱塞泵，永磁直线电机由圆筒形的定子与中空的动子同心组装而成，定子通过电缆与置于地面上的控制柜连接，其特征在于：
所述柱塞泵为双泵体分体结构，上泵体位于永磁直线电机的上方，经上保护器和上密封组件与永磁直线电机的定子上端连接，下泵体位于永磁直线电机的下方，经下保护器和下密封组件与永磁直线电机的定子下端连接。
上泵体的泵筒侧壁上有上泵进油阀，上泵体内有上泵空心柱塞杆，在上泵空心柱塞杆的中心处装有混流阀，上泵空心柱塞杆的上端穿出上泵体与油管连通，其下端与动子上端连接。
下泵体的下腔室底部有下泵进油阀，下泵体内有下泵空心柱塞杆，其上端与动子下端连接，其下端的柱塞中心处装有游动阀。
上述永磁直线电机的定子可以是由定子线圈和定子矽钢片组成的圆筒形结构。
上述永磁直线电机的动子可以由动子中心管，以及交替套在动子中心管外侧的动子极靴和动子磁钢组成。
上述动子磁钢可以为圆环状的径向充磁的稀土永磁磁钢。
上述控制柜中设计有随时检测电机温度并在高于设定温度时对电机进行保护的软件。
上述永磁直线电机中的定子长于动子，动子始终位于定子内。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型是一种结构全新的由稀土永磁直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置，它提高了电机的推力，能长期稳定运行，解决了现有抽油机结构复杂、效率低、耗能较高的技术问题。
本实用新型在电机动子向上或向下运动时均会将原油送至井口，取消了地面上抽油机系统和抽油杆，机械效率明显提高，电耗明显降低。
本实用新型利用按径向励磁方式制成的具有更高磁能积的动子具有比一般稀土磁钢与绕组间产生的交变电磁场相互作用力大许多的特点，制成大推力的直线电机，井液通过动子中心孔流过，对电机动子直接起到冷却作用，加上控制系统对电机测温和保护软件，完全避免了磁钢退磁现象，电机上、下密封件将井液与气隙完全隔绝，保证了电机长时间的安全运行，采用了上泵与下泵分体的双作用泵，充分发挥了直线电机往上往下均可出力的特点，同时改进了电机次级中心轴受力方向，随电机次级上下运动，原油将不断被泵送至井口，取消了地面上的抽油机系统和抽油杆，机械效率明显提高。故本实用新型较一般的传统的游梁式抽油机相比，可大幅度的节约电耗，节电约25％-50％，也较一般的往复式潜油泵相比，能长时间维持正常生产运行，提高了抽油机的生产能力，使采油成本大幅度下降。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
附图标记：1—套管、2—电缆、3—油管、4—上泵体、5—永磁直线电机、6—下保护器、7—下泵体、8—上保护器；
4.1—上泵进油阀、4.2—混流阀、4.3—上密封组件、4.4—上泵上腔室、4.5—上泵空心柱塞杆；
5.1—电机定子矽钢片、5.2—定子线圈、5.3—动子中心管、5.4—动子极靴、5.5—动子磁钢；
7.1—下密封组件、7.2—游动阀、7.3—下泵进油阀、7.4—下泵下腔室、7.5—下泵空心柱塞杆、7.6—柱塞。
具体实施方式
实施例参见图1所示，这种直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置，包括置于油井套管1内直线连接的永磁直线电机5和柱塞泵，永磁直线电机5由圆筒形的定子与中空的动子同心组装而成，所述定子长于动子，动子始终位于定子内。定子通过电缆2与置于地面上的控制柜连接，控制柜中设计有随时检测电机温度并在高于设定温度时对电机进行保护的软件。所述柱塞泵为双泵体分体结构，上泵体4位于永磁直线电机5的上方，经上保护器8和上密封组件4.3与永磁直线电机的定子上端连接，下泵体7位于永磁直线电机5的下方，经下保护器6和下密封组件7.1与永磁直线电机的定子下端连接。上泵体的泵筒侧壁上有上泵进油阀4.1，上泵体内有上泵空心柱塞杆4.5，在上泵空心柱塞杆的中心处装有混流阀4.2，上泵空心柱塞杆4.5的上端穿出上泵体4与油管3连通，其下端与动子上端连接。下泵体的下腔室7.4底部有下泵进油阀7.3，下泵体7内有下泵空心柱塞杆7.5，其上端与动子下端连接，其下端的柱塞7.6中心处装有游动阀7.2。
上述永磁直线电机5的定子是由定子线圈5.2和定子矽钢片5.1组成的圆筒形结构。
上述永磁直线电机5的动子由动子中心管5.3，以及交替套在动子中心管外侧的动子极靴5.4和动子磁钢5.5组成。上述动子磁钢5.5可以为圆环状的径向充磁的稀土永磁磁钢。
本实用新型的永磁直线电机5上、下的上密封组件4.3和下密封组件7.1，将电机动子与定子之间的气隙与井液完全隔绝。上保护器8将电机动子与定子之间的气隙完全置于特定系统中，下保护器6在电机温度变化时起压力平衡作用。
参见图1，油管，电缆及永磁直线电机、柱塞泵、保护器均由作业下至油井套管内，油管先下至设计给定泵挂位置，再联接防沙筛管，然后将下泵体连于防沙筛管，预先组装好的电机、下保护器组件按图1再连于泵体上，接上电缆将设计给定的剩余油管继续下至井内联接控制柜，即可投入生产。
本实用新型利用稀土永磁的强磁场所产生的强大吸引力(特别是径向充磁磁钢，几乎为自重500倍)充分利用其最大磁能积，通过控制柜、电能经电缆由绕组产生的交变电磁场相互作用，使动子直接带动双作用泵柱塞上下往复直线运动，在往复行程中均可将原油通过输油管3送至地面。
本实用新型的工作过程：工作时，由控制系统通过电缆2给定子供电，控制动子以一定速度、上下往返运动来带动上泵空心柱塞杆4.5和下泵空心柱塞杆7.5运动。当动子往下运动时，混流阀4.2和下泵进油阀7.3关闭，下泵下腔室7.4压力升高，上泵上腔室4.4压力下降，当下泵下腔室7.4的压力达到油管液柱压力时，游动阀7.2打开，开始向下泵空心柱塞杆7.5内排油，当上泵上腔室4.4的压力低至沉没压力时，上泵进油阀4.1打开，上泵上腔室4.4开始吸油。当动子往上运动时，游动阀7.2关闭，当上泵上腔室4.4的压力增加至沉没压力时，上泵进油阀4.1关闭，下泵下腔室7.4压力减小，上泵上腔室4.4压力增加，当下泵下腔室7.4至沉没压力时，下泵进油阀7.3打开，下泵下腔室7.4开始吸油，当上泵上腔室4.4的压力达到油管液柱压力时，混流阀4.2打开，开始向上泵空心柱塞杆4.5内排油。
原油由下泵空心柱塞杆7.5内流经动子中心管5.3，再经由上泵空心柱塞杆4.5进入油管3，由油管送至地面。动子上下往复运动，不断将原油提升至井口，实现了由直线电机驱动双作用柱塞泵采油。

Claims (6)

  1. 【权利要求1】一种直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置，包括置于油井套管(1)内直线连接的永磁直线电机(5)和柱塞泵，永磁直线电机(5)由圆筒形的定子与中空的动子同心组装而成，定子通过电缆(2)与置于地面上的控制柜连接，其特征在于：
    所述柱塞泵为双泵体分体结构，上泵体(4)位于永磁直线电机(5)的上方，经上保护器(8)和上密封组件(4.3)与永磁直线电机的定子上端连接，下泵体(7)位于永磁直线电机(5)的下方，经下保护器(6)和下密封组件(7.1)与永磁直线电机的定子下端连接；
    上泵体的泵筒侧壁上有上泵进油阀(4.1)，上泵体内有上泵空心柱塞杆(4.5)，在上泵空心柱塞杆的中心处装有混流阀(4.2)，上泵空心柱塞杆(4.5)的上端穿出上泵体(4)与油管(3)连通，其下端与动子上端连接；
    下泵体的下腔室(7.4)底部有下泵进油阀(7.3)，下泵体(7)内有下泵空心柱塞杆(7.5)，其上端与动子下端连接，其下端的柱塞(7.6)中心处装有游动阀(7.2)。
  2. 【权利要求2】根据权利要求1所述的直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置，其特征在于：上述永磁直线电机(5)的定子是由定子线圈(5.2)和定子矽钢片(5.1)组成的圆筒形结构。
  3. 【权利要求3】根据权利要求1或2所述的直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置，其特征在于：上述永磁直线电机(5)的动子由动子中心管(5.3)，以及交替套在动子中心管外侧的动子极靴(5.4)和动子磁钢(5.5)组成。
  4. 【权利要求4】根据权利要求3所述的直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置，其特征在于：上述动子磁钢(5.5)为圆环状的径向充磁的稀土永磁磁钢。
  5. 【权利要求5】根据权利要求1所述的直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置，其特征在于：上述控制柜中设计有随时检测电机温度并在高于设定温度时对电机进行保护的软件。
  6. 【权利要求6】根据权利要求1所述的直线电机驱动分体双作用潜油抽油泵采油装置，其特征在于：上述永磁直线电机(5)中的定子长于动子，动子始终位于定子内。
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