專利名稱：潛油磁浮直線電機雙向柱塞采油電泵的制作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種無桿采油設備，具體地說是一種潛油磁浮直線電機雙向柱塞采油電泵。
二、背影技術1、常規采油系統的現狀采油系統的生產機械分為兩大類，一是有桿采油系統的生產機械，包括游梁式抽油機、皮帶式抽油機、鏈條式抽油機、異型抽油機等等；二是無桿采油系統的生產機械，主要包括潛油電泵、水力活塞泵等，其中潛油電泵應用較廣，它是一種無桿采油設備，其原理通過潛油電機帶動離心泵旋轉將井液舉升到地面，達到了采油的目的。這兩類生產機械共同缺點是系統效率低，電能消耗高。以游梁式抽油機為例說明，游梁式抽油機被廣泛應用于采油中，其特點在于結構相對簡單、容易制造、維修方便，可靠性好等。但它的不足之處是①需借助減速器和四連桿機構等中間環節電動機旋轉運動變為直線運動。因驢頭懸點運動加速度較大，平衡效果差；②使用減速器和四連桿機械等較多的中間環節，成系統效率很低；③在長沖程時體積變得龐大且笨重，使用材料多，造價高。
油田采用系統的電能消耗約占生產線成本的30％以上，其中有桿采油系統的能耗所占比例較大，以游梁式抽油機系統為例；整個系統效率的最大目標值只有38.4％，而無桿采油系統的系統效率較有桿采油系統還低，尤其是多級離心泵。
2、傳統的抽油系統存在的其它問題(1)傳動環節多，維護、維修工作量大。體積大和重量重，平衡調整難。
(2)存在沖程損失。
(3)偏磨現象嚴重，造成井下作業費用過高。
傳統抽油系統存在的最主要問題是系統效率低，嚴重偏磨。
三
發明內容
本實用新型的目的是提供一種潛油磁浮直線電機雙向柱塞采油電泵，解決上述已有技術存在的傳動環節多、機械損失大、維護維修管理工作量大、調生產參數困難和偏磨現象嚴重的問題。
本實用新型的技術方案是通過以下方式實現的本實用新型由套管、電纜、油管、定子、動子、單流閥、拉桿、泵筒、柱塞和電機控制柜組成，其特征在于由定子和動子組成的潛油直線電機和由泵筒、柱塞和單流閥組成的直線雙作用抽油泵設為圓筒形，兩者組裝為一體且同軸心，通過油管下在油層中部，電機控制柜設置在地面，通過電纜與潛油直線電機連接；定子與油管和泵筒螺紋或卡箍連接一體；動子套于定子內，動子通過與其設為一體的拉桿與柱塞螺紋或卡箍連接一體；在泵筒中上部周側和下端部設有進液單流閥；在拉桿與柱塞連接處的上部和柱塞下端部設有排液單流閥。
動子和拉桿設為一體、上下部直徑大，中部直徑小，中心設有中心孔。
動子由極靴、鈦鋼內管和永磁塊組成，極靴和永磁塊設為圓環形，二者相間鑲嵌在鈦鋼內管的周側。
定子設為圓筒形，由硅鋼片、餅狀繞組、鈦鋼內襯管和定子外殼組成，硅鋼片設為圓環形，相間隔地鑲嵌在鈦鋼內襯管外周側，硅鋼片與硅鋼片之間鑲嵌有餅狀繞組，定子外殼套在硅鋼片和餅狀繞組外周。
本實用新型與已有技術相比具有以下優點
1、直線電機將電能直接轉換成舉升原油動力，中間轉換環節少，以較小的能耗達到較高系統效率。
2、直線電機作為井下泵動力系統，易于機一泵一體化設計，更加方便實施油層分采工藝，可簡化井下工具，降低施工難度，達到一層一泵精確分采的目的。
3、因無需抽油桿，徹底解決油桿、油管摩擦和偏磨現象，大大增加油管使用期，檢泵周期也相應延長。
四
圖1-本實用新型的結構示意圖圖2-本實用新型的電路控制示意圖圖3-動子的結構示意圖圖4-定子的結構示意圖圖1中1-套管 2-電纜 3-油管 4-定子 5-動子 6-拉桿7-泵筒 8-柱塞 9-單流閥圖3中10-極靴 11-鈦鋼內管 12-永磁塊圖4中13-硅鋼片 14-餅狀繞組 15-鈦鋼內襯管 16-定子外殼五具體實施方式
為進一步公開本實用新型的技術方案，下面結合說明書附圖1、2、3、4通過實施例作詳細說明如圖1所示，本實用新型由套管1、電纜2、油管3、定子4、動子5、單流閥9、拉桿6、泵筒7、柱塞8和電機控制柜組成，其特征在于由定子和動子組成的潛油直線電機和由泵筒、柱塞和單流閥組成的直線雙作用抽油泵設為圓筒形，兩者組裝為一體且同軸心，通過油管下在油層中部，電機控制柜設置在地面，通過電纜與潛油直線電機連接；定子與油管和泵筒螺紋或卡箍連接一體；動子套于定子內，動子通過與其設為一體的拉桿與柱塞螺紋或卡箍連接一體；在泵筒中上部周側和下端部設有進液單流閥；在拉桿與柱塞連接處的上部和柱塞下端部設有排液單流閥；如圖3所示，動子和拉桿設為一體、上下部直徑大，中部直徑小，中心設有中心孔。
動子由極靴10、鈦鋼內管11和永磁塊12組成，極靴和永磁塊設圓環形，二者相間鑲嵌在鈦鋼內管的周側。
定子設為圓筒形，由硅鋼片13、餅狀繞組14、鈦鋼內襯管15和定子外殼16組成，硅鋼片設為圓環形，相間隔鑲嵌在鈦鋼內襯管外周側，硅鋼片與硅鋼片之間鑲嵌有餅狀繞組，定子外殼套在硅鋼片和餅狀繞組外周。
雙作用泵工作原理；如圖1所示，柱塞8下沖程時，柱塞下腔室的體積變小，壓力升高，使泵筒進油單流閥9關閉，柱塞單流閥9打開，原油通過柱塞上端的拉管單流閥進入電機動子5次極的內腔，與此同時，柱塞與泵筒之間環形空間增大，壓力降低，使泵筒周側進油單流閥9打開，拉桿單流閥關閥，原油由油套管環形空間進入柱塞8直腔，柱塞8上腔完成抽油過程。上沖程時，柱塞8下腔室體積增大，壓力降低，泵筒單流閥打開吸油，與此同時，柱塞與泵筒之間環形空間減小，壓力增大，泵筒周側進油單流閥關閉，拉桿單流閥打開，柱塞腔室排油，如此循環往復將液體舉升到地面達到采油目的，由于采油雙作用泵上下沖程時都抽油，受力比較均衡，使整個系統節能性更突出，便單臺泵產油量更高。
雙作用泵理排量計算V＝Lπ(2D12-D22)n/4式中V-每分排量 L-沖程，本次實驗設計為4m；D1-下柱塞外徑設計為φ57mm，D2-拉管外徑，設計為φ38mm；n-沖次設計為8min-1，所以V＝4×3.14×(2×572-382)×8/4＝1.27×105mm2比較相同沖程與沖次的φ83mm泵；Vφ83＝4×3.14×832×8/4＝1.7×105mm2比較相同沖程與沖次的φ70mm泵；Vφ70＝4×3.14×702×8/4＝1.23×105mm2該雙作用泵的理論排量與φ70mm泵的理論排量相等，可實現小泵大排量。
權利要求1.一種潛油磁浮直線電機雙向柱塞采油電泵，由套管、電纜、油管、定子、動子、單流閥、拉桿、泵筒、柱塞和電機控制柜組成，其特征在于由定子和動子組成的潛油直線電機和由泵筒、柱塞和單流閥組成的直線雙作用抽油泵設為圓筒形，兩者組裝為一體且同軸心，通過油管下在油層中部，電機控制柜設置在地面，通過電纜與潛油直線電機連接；定子與油管和泵筒螺紋或卡箍連接一體；動子套于定子內，動子通過與其設為一體的拉桿與柱塞螺紋或卡箍連接一體；在泵筒中上部周側和下端部設有進液單流閥；在拉桿與柱塞連接處的上部和柱塞下端部設有排液單流閥。
2.根據權利要求1所述的潛油磁浮直線電機雙向柱塞采油電泵，其特征在于所述動子和拉桿設為一體、上下部直徑大，中部直徑小，中心設有中心孔。
3.根據權利要求1所述的潛油磁浮直線電機雙向柱塞采油電泵，其特征在于所述動子由極靴、鈦鋼內管和永磁塊組成，極靴和永磁塊設為圓環形，二者相間鑲嵌在鈦鋼內管的周側。
4.根據權利要求1所述的潛油磁浮直線電機雙向柱塞采油電泵，其特征在于所述定子設為圓筒形，由硅鋼片、餅狀繞組、鈦鋼內襯管和定子外殼組成，硅鋼片設為圓環形，相間隔地鑲嵌在鈦鋼內襯管外周側，硅鋼片與硅鋼片之間鑲嵌有餅狀繞組，定子外殼套在硅鋼片和餅狀繞組外周。
專利摘要一種潛油磁浮直線電機雙向柱塞采油電泵，由套管、電纜、油管、定子、動子、單流閥、拉桿、泵筒、柱塞和電機控制柜組成，其特征在于由定子和動子組成的潛油直線電機和由泵筒、柱塞和單流閥組成的直線雙作用抽油泵設為圓筒形，兩者組裝為一體且同軸心，通過油管下在油層中部，電機控制柜設置在地面，通過電纜與潛油直線電機連接；定子與油管和泵筒螺紋或卡箍連接一體；動子套于定子內，動子通過與其設為一體的拉桿與柱塞螺紋或卡箍連接一體；在泵筒中上部周側和下端部設有進液單流閥；在拉桿與柱塞連接處的上部和柱塞下端部設有排液單流閥。
文檔編號H02K1/06GK2931852SQ20062008593
公開日2007年8月8日 申請日期2006年6月16日 優先權日2006年6月16日
發明者蓋舉輝, 田麗霞, 王子貴, 王維綱 申請人:東營華冠石油裝備有限公司