CN208226739U - 用于同井注采系统中的潜油电机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种用于同井注采系统中的潜油电机，其包括壳体，所述壳体内安装有定子和电机轴，所述定子的槽口截面形状大致为下底朝内的第一梯形，所述定子的槽口内布满定子绕组，所述电机轴上安装有若干个转子，所述若干个转子沿所述电机轴的轴向分布且与所述定子相配合，所述转子的槽口截面形状大致为下底朝内的第二梯形，所述转子的槽口内安装有与所述第二梯形配合的转子导条。本申请实施例可以实现在不增加潜油电机尺寸的情况下，提高潜油电机的容量。

Description

用于同井注采系统中的潜油电机

技术领域

本申请涉及石油开采技术领域中的同井注采系统，尤其是涉及一种用于同井注采系统中的潜油电机。

背景技术

目前，在现有技术中，同井注采系统中的动力源是一般潜油电机(一种直线电机)，通过潜油电机驱动离心泵做功，在同一口井实现采、注功能，即把油举升到地面，同时把水回注到地下水层，从而将油层产出的油水混合物在井下直接进行分离。

由于地层注入压力的不断的变化，为满足同井注采的注水能力要求，可能需要容量更大的潜油电机。然而，受限于井下管柱的尺寸、井架提升能力、倒流罩导流功能的限制，仅仅通过增大外径的方式来实现潜油电机的容量，往往难以满足要求。因此，如何更有效的实现同井注采系统中的潜油电机的增容，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种用于同井注采系统中的潜油电机，以实现在不增加潜油电机尺寸的情况下，提高潜油电机的容量。

为达到上述目的，本申请实施例提供了一种用于同井注采系统中的潜油电机，包括壳体，所述壳体内安装有定子和电机轴，所述定子的槽口截面形状大致为下底朝内的第一梯形，所述定子的槽口内布满定子绕组，所述电机轴上安装有若干个转子，所述若干个转子沿所述电机轴的轴向分布且与所述定子相配合，所述转子的槽口截面形状大致为下底朝内的第二梯形，所述转子的槽口内安装有与所述第二梯形配合的转子导条。

本申请实施例的用于同井注采系统中的潜油电机，所述第一梯形是上底为平滑曲线的圆角等腰梯形，且所述圆角等腰梯形的高度大于所述圆角等腰梯形的下底长度。

本申请实施例的用于同井注采系统中的潜油电机，所述第二梯形由等腰梯形和等腰三角形围成，所述等腰梯形的下底与所述等腰三角形的下底重合，且所述等腰梯形的高度大于所述等腰梯形的下底长度。

本申请实施例的用于同井注采系统中的潜油电机，每相邻两个转子之间的连接处通过非磁性轴承支撑。

本申请实施例的用于同井注采系统中的潜油电机，所述定子绕组的绝缘层包括包覆在铜线上的可溶性聚四氟乙烯层，以及包覆在所述可溶性聚四氟乙烯层上的1050P绝缘漆。

本申请实施例的用于同井注采系统中的潜油电机，所述潜油电机的两端设有端盖，所述潜油电机还包括设置在所述壳体外的导流罩。

本申请实施例的用于同井注采系统中的潜油电机，所述导流罩与所述壳体之间的环形空间形成用以冷却所述潜油电机的流体冷却通道。

本申请实施例的用于同井注采系统中的潜油电机，所述转子具有22个槽口。

本申请实施例的用于同井注采系统中的潜油电机，所述潜油电机的外径为105mm，所述导流罩的壁厚为3mm。

本申请实施例的用于同井注采系统中的潜油电机，所述壳体的材质为16Mn，所述电机轴的材质为35CrMo。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，与常规定子/转子的圆形槽口设计相比，本申请实施例的这种大致为下底朝内梯形的槽口设计可以响应减小定子/转子上齿部及轭部的面积占比，从而增加了槽口的面积占比；显然，定子上更大面积的槽口可有利于增加定子绕组的匝数，转子更大面积的槽口可有利于增加转子导条的尺寸，进而可实现在不增加潜油电机尺寸的情况下，提高潜油电机的容量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请一实施例的一种用于同井注采系统中的潜油电机的轴向剖视图；

图2为本申请一实施例的用于同井注采系统中的潜油电机中转子的轴向剖视图(安装在电机轴上)；

图3为本申请一实施例的用于同井注采系统中的潜油电机中定子的轴向剖视图；

图4为本申请一实施例用于同井注采系统中的潜油电机中定子的径向剖视图；

图5为本申请一实施例的用于同井注采系统中的潜油电机中转子的轴向剖视图；

图6为本申请一实施例用于同井注采系统中的潜油电机中转子的径向剖视图(未安装转子导条)；

图7为本申请一实施例用于同井注采系统中的潜油电机中转子的径向剖视图(已安装转子导条)；

图8为本申请一实施例的一种用于同井注采系统中的潜油电机的结构剖视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。例如在下面描述中，在第一部件上方形成第二部件，可以包括第一部件和第二部件以直接接触方式形成的实施例，还可以包括第一部件和第二部件以非直接接触方式(即第一部件和第二部件之间还可以包括额外的部件)形成的实施例等。

而且，为了便于描述，本申请一些实施例可以使用诸如“在…上方”、“在…之下”、“顶部”、“下方”等空间相对术语，以描述如实施例各附图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件之间的关系。应当理解的是，除了附图中描述的方位之外，空间相对术语还旨在包括装置在使用或操作中的不同方位。例如若附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件或部件“下方”或“之下”的元件或部件，随后将被定位为“在”其他元件或部件“上方”或“之上”。

参考图1所示，本申请一实施例的用于同井注采系统中的潜油电机可以包括壳体4，所述壳体4内安装有定子2和电机轴1，所述电机轴1上安装有若干个转子3，所述若干个转子3沿所述电机轴1的轴向分布且与所述定子2相配合。所述电机轴1向外伸出所述壳体1的一端上安装有电机头6，所述电机轴1的另一端安装在位于所述壳体4内的轴承座5上。所述潜油电机的两端均设有端盖7，从而使得所述端盖7与所述壳体4共同形成所述潜油电机的密封防护层。

在本申请一实施例中，结合图3和图4所示，所述定子2由若干个定子片21叠合而成，每个定子片21通过对应的定位卡簧23固定于所述壳体4的内壁上，若干个定子片21两端分别通过定子端环22固定。在本申请一实施例中，每个定子片21上设置有多个槽口211(图4所示实施例的定子片21具有18个槽口211)，所述槽口11内布满定子绕组。所述槽口211的截面形状大致为下底朝内的第一梯形，所述第一梯形可以是上底为平滑曲线的圆角等腰梯形，且所述圆角等腰梯形的高度大于所述圆角等腰梯形的下底长度。如此，与常规定子的圆形槽口设计相比，这种大致为下底朝内梯形的槽口设计可以减小定子片21上齿部及轭部212的面积占比，从而增加了槽口211的面积占比，而定子上更大面积的槽口211可有利于增加定子绕组的匝数，最终可实现在不增加潜油电机尺寸的情况下，提高潜油电机的容量。

在本申请一实施例中，结合图5所示，每个转子3由若干个转子片31叠合而成，若干个转子片31两端分别通过转子端环32固定。在本申请一实施例中，结合图6和图7所示，每个转子片31上设置有多个槽口312(图6所示实施例的转子片31具有22个槽口312)，所述槽口312安装有与所述槽口312形状配合的转子导条313。所述槽口312的截面形状大致为下底朝内的第二梯形，所述第二梯形由等腰梯形和等腰三角形围成，所述等腰梯形的下底与所述等腰三角形的下底重合，且所述等腰梯形的高度大于所述等腰梯形的下底长度。如此，与常规转子的圆形槽口设计相比，这种大致为下底朝内梯形的槽口设计可以减小转子片31上齿部及轭部311的面积占比，从而增加了槽口311的面积占比，而转子上更大面积的槽口311同样可有利于增加转子导条313的尺寸，最终可实现在不增加潜油电机尺寸的情况下，提高潜油电机的容量。

在本申请一实施例中，结合图2所示，每相邻两个转子3之间的连接处可通过非磁性轴承33支撑，以减小蜗磁，进而可进一步增强潜油电机的容量。

在本申请一实施例中，定子绕组的绝缘层可以包括包覆在铜线上的可溶性聚四氟乙烯层(即PFA胶)，以及包覆在所述可溶性聚四氟乙烯层上的1050P绝缘漆。定子绕组的绝缘层这种绝缘层结构可以增加潜油电机的耐温耐压性能。

在本申请一实施例中，结合图8所示，所述潜油电机还可以包括设置在所述壳体4外的导流罩8，所述导流罩8与所述壳体4之间的环形空间9形成用以冷却所述潜油电机的流体冷却通道。如此，当冷流体以不低于一定流速(例如3米/秒)流过流体冷却通道9时，可有效带走潜油电机的热量，从而实现潜油电机的冷却降温，进而，有利于保证潜油电机在增容的前提下不降低其使用寿命。

在本申请一实施例中，所述潜油电机的外径约为105mm左右，所述导流罩的壁厚约为3mm左右，因此，在5 1/2(直径124)井径中可以实现下井要求。

在本申请一实施例中，所述壳体4的材质可以为16Mn，所述电机轴1的材质可以为35CrMo。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的装置或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种用于同井注采系统中的潜油电机，其特征在于，包括壳体，所述壳体内安装有定子和电机轴，所述定子的槽口截面形状大致为下底朝内的第一梯形，所述定子的槽口内布满定子绕组，所述电机轴上安装有若干个转子，所述若干个转子沿所述电机轴的轴向分布且与所述定子相配合，所述转子的槽口截面形状大致为下底朝内的第二梯形，所述转子的槽口内安装有与所述第二梯形配合的转子导条。

2.如权利要求1所述的用于同井注采系统中的潜油电机，其特征在于，所述第一梯形是上底为平滑曲线的圆角等腰梯形，且所述圆角等腰梯形的高度大于所述圆角等腰梯形的下底长度。

3.如权利要求1所述的用于同井注采系统中的潜油电机，其特征在于，所述第二梯形由等腰梯形和等腰三角形围成，所述等腰梯形的下底与所述等腰三角形的下底重合，且所述等腰梯形的高度大于所述等腰梯形的下底长度。

4.如权利要求1所述的用于同井注采系统中的潜油电机，其特征在于，每相邻两个转子之间的连接处通过非磁性轴承支撑。

5.如权利要求1所述的用于同井注采系统中的潜油电机，其特征在于，所述定子绕组的绝缘层包括包覆在铜线上的可溶性聚四氟乙烯层，以及包覆在所述可溶性聚四氟乙烯层上的1050P绝缘漆。

6.如权利要求1所述的用于同井注采系统中的潜油电机，其特征在于，所述潜油电机的两端设有端盖，所述潜油电机还包括设置在所述壳体外的导流罩。

7.如权利要求6所述的用于同井注采系统中的潜油电机，其特征在于，所述导流罩与所述壳体之间的环形空间形成用以冷却所述潜油电机的流体冷却通道。

8.如权利要求1所述的用于同井注采系统中的潜油电机，其特征在于，所述转子具有22个槽口。

9.如权利要求6所述的用于同井注采系统中的潜油电机，其特征在于，所述潜油电机的外径为105mm，所述导流罩的壁厚为3mm。

10.如权利要求1所述的用于同井注采系统中的潜油电机，其特征在于，所述壳体的材质为16Mn，所述电机轴的材质为35CrMo。