專利名稱：由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙作用泵的節(jié)能潛油電泵采油裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于油田的采油裝置，特別是一種抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
抽油機(jī)是把動(dòng)力機(jī)的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng)、把油藏中產(chǎn)出的液體抽送到地面的機(jī)械。目前，普通游梁式抽油機(jī)仍占使用主導(dǎo)地位，現(xiàn)有游梁式抽油機(jī)由電動(dòng)機(jī)、減速器、曲柄、連桿及游梁等部分組成，雖然技術(shù)成熟、裝置耐用、故障率低，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)效率低、耗能較高。傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)抽油系統(tǒng)，要帶動(dòng)油井中的油泵及數(shù)千米的抽油桿，系統(tǒng)效率甚低，只有泵桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能將原油舉升抽出。柱塞泵一般的為柱塞桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原油會(huì)送至井口，(三)、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙作用泵的節(jié)能潛油電泵采油裝置，解決現(xiàn)有抽油機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低、耗能較高的技術(shù)問題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案這種由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙作用泵的節(jié)能潛油電泵采油裝置，輸油管、電纜和動(dòng)力機(jī)構(gòu)置于套管內(nèi)，輸油管下方連接動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其特征在于動(dòng)力機(jī)構(gòu)由永磁直線電機(jī)和雙作用柱塞泵兩部分上下串聯(lián)而成，永磁直線電機(jī)的次級(jí)動(dòng)子下端與雙作用柱塞泵的柱塞桿上端由接頭直線連接，上述雙作用柱塞泵的柱塞桿置于泵筒內(nèi)，柱塞桿上端開有上傳液孔，下端中心連有混流閥，柱塞桿底部連接柱塞，柱塞底部有游動(dòng)閥，泵筒上段是柱塞上腔室，下段是柱塞下腔室，泵筒底部開有進(jìn)油閥，泵筒上段側(cè)壁上開有混流進(jìn)油閥。
上述永磁直線電機(jī)為圓筒形同步永磁直線電機(jī)，由電機(jī)初級(jí)和電機(jī)次級(jí)同心組裝而成，電機(jī)初級(jí)是由圓環(huán)繞組和定子矽鋼片組成的圓筒形結(jié)構(gòu)，其上端與輸油管對(duì)接連通；電機(jī)次級(jí)由加工成圓環(huán)狀、由稀土永磁材料制成的動(dòng)子磁鋼和動(dòng)子極靴交替套在中空的動(dòng)子內(nèi)襯管上而組成。
上述動(dòng)子磁鋼是軸向或徑向充磁的圓形稀土永磁體。
上述接頭是箍套連件或法蘭連接件。
上述雙作用柱塞泵的泵筒直徑上小、下大。
有益效果本實(shí)用新型采用圓筒形稀土永磁直線電機(jī)作為柱塞泵的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，利用直線電機(jī)次級(jí)(動(dòng)子)向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí)單位體積出力大的特點(diǎn)，采用柱塞桿往上或往下運(yùn)動(dòng)時(shí)均能將原油輸送至井口的雙作用柱塞泵，將電機(jī)次級(jí)(動(dòng)子)與雙作用柱塞泵用接頭直連，直線電機(jī)往上往下均可出力，雙作用注塞泵隨同電機(jī)次級(jí)上下運(yùn)動(dòng)，原油將不斷被泵送至井口，故較一般的采油技術(shù)可大幅度節(jié)約電量，降低能耗，減少一次性投資，增大油井產(chǎn)量。連接永磁直線電機(jī)和雙作用柱塞泵的接頭是箍套連件或法蘭連接件，優(yōu)點(diǎn)是占用面積較小、耐久牢固、成本低廉，不需要曲柄、連桿等機(jī)構(gòu)，解決了現(xiàn)有抽油機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、效率低、耗能較高的技術(shù)問題，本實(shí)用新型優(yōu)于一般現(xiàn)有的人工舉升裝置，可替代傳統(tǒng)的游梁式抽油機(jī)，較一般傳統(tǒng)采油方法，節(jié)電約20％-60％，采油的一次投資及采油成本大幅度下降，提高了抽油機(jī)的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率。


圖1是本實(shí)用新型的示意圖；圖2是永磁直線電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
1-套管、2-電纜、3-輸油管、4-永磁直線電機(jī)、5-雙作用柱塞泵、6-接頭；41-電機(jī)初級(jí)(定子)、411-圓環(huán)繞組(定子線圈)、412-定子矽鋼片、413-內(nèi)襯管、414-定子外殼；42-電機(jī)次級(jí)(動(dòng)子)、421-動(dòng)子磁鋼(圓筒形稀土永磁體)、422-動(dòng)子極靴、423-動(dòng)子內(nèi)襯管、424-電機(jī)次級(jí)中心孔；51-柱塞桿、52-泵筒、53-混流進(jìn)油閥、54-上傳液孔、55-柱塞上腔室、56-混流閥、57-柱塞、58-游動(dòng)閥、59-柱塞下腔室、60-進(jìn)油閥。
具體實(shí)施方式實(shí)施例參見圖1，輸油管3、電纜2和動(dòng)力機(jī)構(gòu)置于套管1內(nèi)，輸油管3下方連接由永磁直線電機(jī)4和雙作用柱塞泵5兩部分上下串聯(lián)而成的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，永磁直線電機(jī)的次級(jí)動(dòng)子下端與雙作用柱塞泵的柱塞桿上端由接頭6直線連接。上述雙作用柱塞泵5的柱塞桿51置于泵筒52內(nèi)，柱塞桿51上端開有上傳液孔54，下端中心連有混流閥56，柱塞桿底部連接柱塞57，柱塞底部有游動(dòng)閥58，泵筒上段是柱塞上腔室55，下段是柱塞下腔室59，泵筒直徑上小、下大，泵筒底部開有進(jìn)油閥60，泵筒上段側(cè)壁上開有混流進(jìn)油閥53。
由永磁直線電機(jī)動(dòng)子帶動(dòng)雙作用柱塞泵的柱塞桿51作上下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)永磁直線電機(jī)次級(jí)(動(dòng)子)向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，柱塞泵桿被帶動(dòng)向上或向下運(yùn)動(dòng)，在往復(fù)行程均可將原油通過輸油管3送至地面。
工作時(shí)，由地面上的控制系統(tǒng)通過電纜2給永磁直線電機(jī)4供電，控制電機(jī)次級(jí)(動(dòng)子)42以一定速度，作上下往返運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)雙作用柱塞泵5的柱塞桿51運(yùn)動(dòng)，當(dāng)泵的柱塞57往下運(yùn)動(dòng)時(shí)，柱塞下腔室59體積減小，壓力升高，使進(jìn)油閥60關(guān)閉，柱塞的游動(dòng)閥58打開，原油通過柱塞上端的柱塞桿51后經(jīng)過上傳液孔54經(jīng)直線電機(jī)次級(jí)中心孔43進(jìn)入輸油管3，與此同時(shí)，注塞上腔室55增大，壓力降低，使混流進(jìn)油閥53打開，混流閥56關(guān)閉，原油由輸油管3和套管1的環(huán)形空間進(jìn)入柱塞上腔室55完成抽吸過程。
當(dāng)柱塞桿51往上時(shí)，柱塞下腔室59體積增大，壓力降低，進(jìn)油閥60打開吸油，與此同時(shí)，柱塞上腔室55體積減少，壓力增大，混流進(jìn)油閥53關(guān)閉，混流閥56打開，柱塞上腔室55排油進(jìn)入柱塞桿51后，經(jīng)上傳液孔51進(jìn)入電機(jī)次級(jí)中心孔43，經(jīng)直線電機(jī)次級(jí)中心進(jìn)入輸油管3。
柱塞桿51的上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)，不斷將原油提升至井口，實(shí)現(xiàn)了由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙作用柱塞泵的采油。
參見圖1，永磁直線電機(jī)4為圓筒形同步永磁直線電機(jī)，由電機(jī)初級(jí)(定子)41和電機(jī)次級(jí)(動(dòng)子)42同心組裝而成，電機(jī)次級(jí)的傳液孔424連接輸油通道。
參見圖2，電機(jī)初級(jí)(定子)41為圓筒形結(jié)構(gòu)，由圓環(huán)繞組(定子線圈)411和定子矽鋼片412組成基本單元，再由多個(gè)基本單元疊置在一起、并固定于定子內(nèi)襯管413與定子外殼414之間。
電機(jī)次級(jí)(動(dòng)子)42由加工成圓環(huán)狀、由稀土永磁材料制成的動(dòng)子磁鋼421和動(dòng)子極靴422交替固定在中空的動(dòng)子內(nèi)襯管423上而組成，原油由雙作用柱塞泵經(jīng)過電機(jī)次級(jí)的軸中心空腔再經(jīng)相連的輸油管3送至井口，上述動(dòng)子磁鋼421是軸向或徑向充磁的圓形稀土永磁體。
權(quán)利要求1.一種由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙作用泵的節(jié)能潛油電泵采油裝置，輸油管、電纜和動(dòng)力機(jī)構(gòu)置于套管內(nèi)，輸油管下方連接動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其特征在于動(dòng)力機(jī)構(gòu)由永磁直線電機(jī)和雙作用柱塞泵兩部分上下串聯(lián)而成，永磁直線電機(jī)的次級(jí)動(dòng)子下端與雙作用柱塞泵的柱塞桿上端由接頭直線連接，上述雙作用柱塞泵的柱塞桿置于泵筒內(nèi)，柱塞桿上端開有上傳液孔，下端中心連有混流閥，柱塞桿底部連接柱塞，柱塞底部有游動(dòng)閥，泵筒上段是柱塞上腔室，下段是柱塞下腔室，泵筒底部開有進(jìn)油閥，泵筒上段側(cè)壁上開有混流進(jìn)油閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙作用泵的節(jié)能潛油電泵采油裝置，其特征在于上述永磁直線電機(jī)為圓筒形同步永磁直線電機(jī)，由電機(jī)初級(jí)和電機(jī)次級(jí)同心組裝而成，電機(jī)初級(jí)是由圓環(huán)繞組和定子矽鋼片組成的圓筒形結(jié)構(gòu)，其上端與輸油管對(duì)接連通；電機(jī)次級(jí)由加工成圓環(huán)狀、由稀土永磁材料制成的動(dòng)子磁鋼和動(dòng)子極靴交替套在中空的動(dòng)子內(nèi)襯管上而組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙作用泵的節(jié)能潛油電泵采油裝置，其特征在于上述動(dòng)子磁鋼是軸向或徑向充磁的圓形稀土永磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙作用泵的節(jié)能潛油電泵采油裝置，其特征在于上述接頭是箍套連件或法蘭連接件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙作用泵的節(jié)能潛油電泵采油裝置，其特征在于上述雙作用柱塞泵的泵筒直徑上小、下大。
專利摘要一種由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙作用泵的節(jié)能潛油電泵采油裝置，輸油管、電纜和動(dòng)力機(jī)構(gòu)置于套管內(nèi)，輸油管下方的動(dòng)力機(jī)構(gòu)由永磁直線電機(jī)和雙作用柱塞泵兩部分上下串聯(lián)而成，永磁直線電機(jī)的次級(jí)動(dòng)子下端與雙作用柱塞泵的柱塞桿上端由接頭直線連接，上述雙作用柱塞泵的柱塞桿置于泵筒內(nèi)，柱塞桿上端開有上傳液孔，下端中心連有混流閥，柱塞桿底部連接柱塞，柱塞底部有游動(dòng)閥，泵筒上段是柱塞上腔室，下段是柱塞下腔室，泵筒底部開有進(jìn)油閥，泵筒上段側(cè)壁上開有混流進(jìn)油閥。本實(shí)用新型在電機(jī)動(dòng)子向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí)均會(huì)將原油送至井口，取消了地面上抽油機(jī)系統(tǒng)和上千米的抽油桿，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采油效率高，較傳統(tǒng)采油方法節(jié)電約20％－60％，采油成本大幅度下降。
文檔編號(hào)E21B43/00GK2833172SQ20052020067
公開日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2005年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月9日
發(fā)明者王德喜, 韓明勝, 王英浩 申請(qǐng)人:王英浩