CN204271765U - 一种高功质比潜油螺杆泵直驱永磁同步电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高功质比潜油螺杆泵直驱永磁同步电动机，包括电机外壳，所述电机外壳内设有带电机轴的转子和定子铁心，所述定子铁心中设置有定子绕组，转子上分布有永磁体，其特征在于：还包括扶正轴承，所述扶正轴承包括内圈和外圈；所述转子沿电机轴轴向分为多段，每段分别连接于电机轴上，所述扶正轴承的内圈设于相邻的两段转子之间；所述定子铁心为直槽整体结构，且定子铁心上与在扶正轴承外圈对应处设有非导磁材料制成的隔磁段，所述扶正轴承的外圆嵌于所述隔磁段的内圆。本实用新型中的定子铁心为直槽整体结构，因为具有高功质比，在同功率同转速条件下，功质比较现有同类电机高出2～3倍。

Description

一种高功质比潜油螺杆泵直驱永磁同步电动机

技术领域

本实用新型涉及永磁同步电动机，具体指一种高功质比潜油螺杆泵直驱永磁同步电动机。

背景技术

油田最常用的采油设备是举升抽油机，也就是人们常说的“磕头机”。它虽然应用广，使用时间长，但一次性投资多、耗能高、维护工作量大，而且这种采油设备只适用于井况较好的浅井。随着油气资源的不断消耗，油井的开发难度不断增加，例如深井和斜井，高含砂量、高油气比的稠油井，高含水期甚至特高含水期的油井等。如果使用螺杆泵采油系统则可以在千米左右的深井使用，它用抽油杆与千米以下的井下螺杆泵相连并传递扭矩，使螺杆泵动作抽吸井下油气水流体。但是由于螺杆泵多结点传动的特殊结构，以及频繁的维护周期，使得其制造和维修的成本偏高。上述两种设备都是将驱动电机置于地面，使得它们的应用受到很大的限制。

针对上述各种复杂井况，有人将泵和驱动电机一起置于井下，通常有多级潜油电泵和潜油螺杆泵两类，其中，潜油电泵适用于出油量较大的油井，而潜油螺杆泵则更适用于小流量井况，例如上述斜井和各种复杂的井况。

螺杆泵取消了抽油杆，解决了耗费功率、杆、管偏磨和抽油杆断脱等问题，但它的特点是转速低，起动扭矩大，为了保证螺杆泵能正常工作，井下的电机必须通过减速器带动螺杆泵转子旋转，因其传动链较长，减速器体积受限，其使用范围仍然受到很大制约，同时当承受的扭矩较大时，减速器很容易出现故障，影响整机使用寿命。

伴随着斜井、高含砂井、高含气井、稠油井逐渐增多，以及地面环境的改变，为此需要研制开发一种能更好适应特殊油藏(高含沙、高含气、稠油井、斜井)的满足深井提液开采的新型采油装备，于是，潜油直驱螺杆泵采油系统技术应运而生。

潜油直驱螺杆泵采油系统在潜油螺杆泵的基础上，去掉减速装置，采用专用永磁同步电机直接驱动螺杆泵工作，该系统从根本上排除了地面驱动螺杆泵、抽油机井在原油开采中的抽油杆断脱问题，也解决了前述潜油螺杆泵因结构复杂而在深井、斜井、复杂井况中使用受到限制的问题，它没有阀体和复杂流道，水力损失少，介质连续吸入和排出，不易砂卡，也不易产生气锁，因此泵传送液体的种类范围较宽，包括高粘度、高含蜡、含砂、含气原油，能耗低，具有推广价值。

公开号为CN101969256的中国专利公开了一种潜油泵直驱永磁同步电机，该电机将多个永磁同步电机单元在机械结构和电路上串联起来，根据油井口径不同设计成细长形状的电机组合。该技术较原有潜油螺杆泵技术有了很大改进，但由于该技术产品结构特点限制，其长度仍然较长，功质比(功率质量比)仍然不高，据该专利文献介绍，电机长度在2～12m范围内，在使用、维修等方面仍然受到一定限制。

发明内容

本实用新型目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种高功质比潜油螺杆泵直驱永磁同步电动机，本永磁同步电机中的定子铁心为直槽整体结构，从而实现高功质比。

实现本实用新型目的采用的技术方案是一种高功质比潜油螺杆泵直驱永磁同步电动机，包括电机外壳，所述电机外壳内设有带电机轴的转子和定子铁心，定子铁心中设置有定子绕组，转子上分布有永磁体，该永磁同步电动机还包括扶正轴承，所述扶正轴承包括内圈和外圈；所述转子沿电机轴轴向分为多段，每段分别连接于电机轴8上，所述扶正轴承的内圈设于相邻的两段转子之间；所述定子铁心为直槽整体结构，且定子铁心上与在扶正轴承外圈对应处设有非导磁材料制成的隔磁段，所述扶正轴承的外圆嵌于所述隔磁段的内圆。

在上述技术方案中，所述扶正轴承的内外圈在200℃内热胀后彼此不接触。

本实用新型具有如下优点：

1、高功质比，与现有细长形状的潜油电机技术方案中将多个电机单元采用机械结构和电路上串联的结构相比，本实用新型定子铁心采用直槽整体结构，从而提高了电动机的功质比，本实用新型电机的长度可以控制在1～4m范围内，在同功率同转速条件下，功质比较现有同类电机高出2～3倍。

2、由于电机长度短，使用灵活，特别适用于斜井和更复杂的水平井井况。

3、由于结构相对简单，耗材少，成本低，使用中设备故障率低，维修方便。

附图说明

图1为本实用新型高功质比低速潜油螺杆泵直驱永磁同步电动机的结构示意图。

图2为扶正轴承的放大示意图。

图中，1-电机头，2-外壳，3-电机绕组，4-隔磁段，5-定子铁心，6-转子，7-扶正轴承，8-电机轴，9-电机底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型高功质比潜油螺杆泵直驱永磁同步电动机包括电机外壳2和电机底座9，电机外壳2内设带有电机轴8的转子6和定子铁心5，所述定子铁心5中嵌有定子绕组3，转子6上分布有永磁体。

本实用新型永磁电机定子铁心5采用直槽整体结构，与现有技术中为了适合油井使用的细长工件而采用将多个永磁同步电机单元在机械结构和电路上串联相比，本实用新型直槽整体结构具有高功质比，从而使得该电机的长度可以控制在1～4m范围内，在同功率同转速条件下，功质比较现有同类电机高出2～3倍。

此外，本实用新型还包括多个用于防止本实用新型中电机轴变形，以及保证电机轴同心度的扶正轴承，如图2所示，扶正轴承7包括内圈和外圈。为了方便扶正轴承7的安装，本实用新型中的转子沿电机轴8轴向分为多段，每段分别连接于电机轴8上，扶正轴承7的内圈设于相邻的两段转子之间，且该内圈固定于电机轴8上。定子铁心5上与扶正轴承7外圈对应处设有非导磁材料构成的隔磁段4，扶正轴承7的外圆嵌于隔磁段4的内圆。本实用新型由于采用隔磁段4，从而避免扶正轴承7受到转子磁场的影响，使扶正轴承7克服永磁电动机转子的单边磁拉力，在井下高温环境里保持转动灵活。

本实用新型所用扶正轴承7的内外圈均采用膨胀系数较小且相同的耐磨材质，且内外圈之间具有极小的配合间隙，即使得扶正轴承7的内外圈在200℃内热胀后彼此不接触，避免扶正轴承7的内圈与外圈之间产生摩擦。

Claims (2)

1.一种高功质比潜油螺杆泵直驱永磁同步电动机，包括电机外壳，所述电机外壳内设有带电机轴的转子和定子铁心，定子铁心中设置有定子绕组，转子上分布有永磁体，其特征在于：还包括扶正轴承，所述扶正轴承包括内圈和外圈；所述转子沿电机轴轴向分为多段，每段分别连接于电机轴上，所述扶正轴承的内圈设于相邻的两段转子之间；所述定子铁心为直槽整体结构，且定子铁心上与在扶正轴承外圈对应处设有非导磁材料制成的隔磁段，所述扶正轴承的外圆嵌于所述隔磁段的内圆。

2.根据权利要求1所述的高功质比潜油螺杆泵直驱永磁同步电动机，其特征在于：所述扶正轴承的内外圈在200℃内热胀后彼此不接触。