CN2833172Y - 由直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置 - Google Patents

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王德喜
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王英浩
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Abstract

一种由直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置，输油管、电缆和动力机构置于套管内，输油管下方的动力机构由永磁直线电机和双作用柱塞泵两部分上下串联而成，永磁直线电机的次级动子下端与双作用柱塞泵的柱塞杆上端由接头直线连接，上述双作用柱塞泵的柱塞杆置于泵筒内，柱塞杆上端开有上传液孔，下端中心连有混流阀，柱塞杆底部连接柱塞，柱塞底部有游动阀，泵筒上段是柱塞上腔室，下段是柱塞下腔室，泵筒底部开有进油阀，泵筒上段侧壁上开有混流进油阀。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上千米的抽油杆，且结构简单，采油效率高，较传统采油方法节电约20％－60％，采油成本大幅度下降。

Description

由直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置
(一)、技术领域
本实用新型涉及一种用于油田的采油装置，特别是一种抽油机。
(二)、背景技术
抽油机是把动力机的圆周运动转变为往复直线运动、把油藏中产出的液体抽送到地面的机械。目前，普通游梁式抽油机仍占使用主导地位，现有游梁式抽油机由电动机、减速器、曲柄、连杆及游梁等部分组成，虽然技术成熟、装置耐用、故障率低，但结构复杂、系统效率低、耗能较高。传统的游梁式抽油机抽油系统，要带动油井中的油泵及数千米的抽油杆，系统效率甚低，只有泵杆向上运动时，才能将原油举升抽出。柱塞泵一般的为柱塞杆向上运动时，原油会送至井口，
(三)、实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种由直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置，解决现有抽油机结构复杂、效率低、耗能较高的技术问题。
本实用新型的技术方案：
这种由直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置，输油管、电缆和动力机构置于套管内，输油管下方连接动力机构，其特征在于：动力机构由永磁直线电机和双作用柱塞泵两部分上下串联而成，永磁直线电机的次级动子下端与双作用柱塞泵的柱塞杆上端由接头直线连接，上述双作用柱塞泵的柱塞杆置于泵筒内，柱塞杆上端开有上传液孔，下端中心连有混流阀，柱塞杆底部连接柱塞，柱塞底部有游动阀，泵筒上段是柱塞上腔室，下段是柱塞下腔室，泵筒底部开有进油阀，泵筒上段侧壁上开有混流进油阀。
上述永磁直线电机为圆筒形同步永磁直线电机，由电机初级和电机次级同心组装而成，电机初级是由圆环绕组和定子矽钢片组成的圆筒形结构，其上端与输油管对接连通；
电机次级由加工成圆环状、由稀土永磁材料制成的动子磁钢和动子极靴交替套在中空的动子内衬管上而组成。
上述动子磁钢是轴向或径向充磁的圆形稀土永磁体。
上述接头是箍套连件或法兰连接件。
上述双作用柱塞泵的泵筒直径上小、下大。
有益效果：本实用新型采用圆筒形稀土永磁直线电机作为柱塞泵的驱动动力，利用直线电机次级(动子)向上或向下运动时单位体积出力大的特点，采用柱塞杆往上或往下运动时均能将原油输送至井口的双作用柱塞泵，将电机次级(动子)与双作用柱塞泵用接头直连，直线电机往上往下均可出力，双作用注塞泵随同电机次级上下运动，原油将不断被泵送至井口，故较一般的采油技术可大幅度节约电量，降低能耗，减少一次性投资，增大油井产量。连接永磁直线电机和双作用柱塞泵的接头是箍套连件或法兰连接件，优点是占用面积较小、耐久牢固、成本低廉，不需要曲柄、连杆等机构，解决了现有抽油机结构复杂、效率低、耗能较高的技术问题，本实用新型优于一般现有的人工举升装置，可替代传统的游梁式抽油机，较一般传统采油方法，节电约20％-60％，采油的一次投资及采油成本大幅度下降，提高了抽油机的生产能力和生产效率。
(四)、附图说明
图1是本实用新型的示意图；
图2是永磁直线电机结构示意图。
1-套管、2-电缆、3-输油管、4-永磁直线电机、5-双作用柱塞泵、6-接头；
41-电机初级(定子)、411-圆环绕组(定子线圈)、412-定子矽钢片、413-内衬管、414-定子外壳；
42-电机次级(动子)、421-动子磁钢(圆筒形稀土永磁体)、422-动子极靴、423-动子内衬管、424-电机次级中心孔；
51-柱塞杆、52-泵筒、53-混流进油阀、54-上传液孔、55-柱塞上腔室、56-混流阀、57-柱塞、58-游动阀、59-柱塞下腔室、60-进油阀。
(五)、具体实施方案
实施例参见图1，输油管3、电缆2和动力机构置于套管1内，输油管3下方连接由永磁直线电机4和双作用柱塞泵5两部分上下串联而成的动力机构，永磁直线电机的次级动子下端与双作用柱塞泵的柱塞杆上端由接头6直线连接。上述双作用柱塞泵5的柱塞杆51置于泵筒52内，柱塞杆51上端开有上传液孔54，下端中心连有混流阀56，柱塞杆底部连接柱塞57，柱塞底部有游动阀58，泵筒上段是柱塞上腔室55，下段是柱塞下腔室59，泵筒直径上小、下大，泵筒底部开有进油阀60，泵筒上段侧壁上开有混流进油阀53。
由永磁直线电机动子带动双作用柱塞泵的柱塞杆51作上下运动，当永磁直线电机次级(动子)向上或向下运动时，柱塞泵杆被带动向上或向下运动，在往复行程均可将原油通过输油管3送至地面。
工作时，由地面上的控制系统通过电缆2给永磁直线电机4供电，控制电机次级(动子)42以一定速度，作上下往返运动来带动双作用柱塞泵5的柱塞杆51运动，当泵的柱塞57往下运动时，柱塞下腔室59体积减小，压力升高，使进油阀60关闭，柱塞的游动阀58打开，原油通过柱塞上端的柱塞杆51后经过上传液孔54经直线电机次级中心孔43进入输油管3，与此同时，注塞上腔室55增大，压力降低，使混流进油阀53打开，混流阀56关闭，原油由输油管3和套管1的环形空间进入柱塞上腔室55完成抽吸过程。
当柱塞杆51往上时，柱塞下腔室59体积增大，压力降低，进油阀60打开吸油，与此同时，柱塞上腔室55体积减少，压力增大，混流进油阀53关闭，混流阀56打开，柱塞上腔室55排油进入柱塞杆51后，经上传液孔51进入电机次级中心孔43，经直线电机次级中心进入输油管3。
柱塞杆51的上下反复运动，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的采油。
参见图1，永磁直线电机4为圆筒形同步永磁直线电机，由电机初级(定子)41和电机次级(动子)42同心组装而成，电机次级的传液孔424连接输油通道。
参见图2，电机初级(定子)41为圆筒形结构，由圆环绕组(定子线圈)411和定子矽钢片412组成基本单元，再由多个基本单元叠置在一起、并固定于定子内衬管413与定子外壳414之间。
电机次级(动子)42由加工成圆环状、由稀土永磁材料制成的动子磁钢421和动子极靴422交替固定在中空的动子内衬管423上而组成，原油由双作用柱塞泵经过电机次级的轴中心空腔再经相连的输油管3送至井口，上述动子磁钢421是轴向或径向充磁的圆形稀土永磁体。

Claims (5)

1.一种由直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置，输油管、电缆和动力机构置于套管内，输油管下方连接动力机构，其特征在于：动力机构由永磁直线电机和双作用柱塞泵两部分上下串联而成，永磁直线电机的次级动子下端与双作用柱塞泵的柱塞杆上端由接头直线连接，上述双作用柱塞泵的柱塞杆置于泵筒内，柱塞杆上端开有上传液孔，下端中心连有混流阀，柱塞杆底部连接柱塞，柱塞底部有游动阀，泵筒上段是柱塞上腔室，下段是柱塞下腔室，泵筒底部开有进油阀，泵筒上段侧壁上开有混流进油阀。
2.根据权利要求1所述的由直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置，其特征在于：上述永磁直线电机为圆筒形同步永磁直线电机，由电机初级和电机次级同心组装而成，电机初级是由圆环绕组和定子矽钢片组成的圆筒形结构，其上端与输油管对接连通；电机次级由加工成圆环状、由稀土永磁材料制成的动子磁钢和动子极靴交替套在中空的动子内衬管上而组成。
3.根据权利要求2所述的由直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置，其特征在于：上述动子磁钢是轴向或径向充磁的圆形稀土永磁体。
4.根据权利要求1所述的由直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置，其特征在于：上述接头是箍套连件或法兰连接件。
5.根据权利要求1所述的由直线电机驱动双作用泵的节能潜油电泵采油装置，其特征在于：上述双作用柱塞泵的泵筒直径上小、下大。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103670999A (zh) * 2013-12-31 2014-03-26 大连海事大学 一种柱塞配流双作用直线电机驱动往复柱塞泵
CN108222891A (zh) * 2018-03-20 2018-06-29 西南石油大学 一种直线电机抽油泵和电潜泵串接的复合抽油装置

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Assignor: Dafeng Oil Field Tech Co., Ltd., Daqing

Contract fulfillment period: 2008.7.16 to 2015.7.15

Contract record no.: 2008230000089

Denomination of utility model: Energy-saving submersible electric pump oil production apparatus employing linear motor to drive dual-acting pump

Granted publication date: 20061101

License type: Exclusive license

Record date: 20081013

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: North Winner (Beijing) Technology Development Co., Ltd.

Assignor: Dafeng Oil Field Tech Co., Ltd., Daqing

Contract fulfillment period: 2008.10.15 to 2015.10.9

Contract record no.: 2008990001367

Denomination of utility model: Energy-saving submersible electric pump oil production apparatus employing linear motor to drive dual-acting pump

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License type: Exclusive license

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