潛油直線電機的製作方法

2023-09-21 01:03:20

專利名稱：潛油直線電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種潛油直線電+幾具體涉及一種用於油井下工 作的潛油直線電機。
背景技術：
公知的抽油設備主要是梁式抽油機-抽油泵裝置，整套設備分為 地面、井下和聯繫地面和井下的中間部分，但其都是機械採油。由於 油井開採條件複雜多變，隨著井深和產量的不斷增加，這種抽油機重 量大、事故多、排量低的缺點變得非常明顯，其缺點具體如下
1、 高耗能傳統機械採油由於機械結構很複雜，電機功率因數 很低， 一般要20%_50%之間；又由於要有長的抽油杆，抽油杆每1000
米上下抽動時約有0. 6-1. 2米的彈性形變，嚴重影響到系統效率。
2、 容易產生偏磨由於大多油田的井深都在千米以上，抽油杆 被磨斷時的發生，嚴重影響了系統的可靠性。
3、 不環保，噪聲大；在海上採油時由於原油外洩，會造成原油 對海洋的汙染。
4、系統複雜系統主要模塊各自分開，系統協調性很差，並且不 便一起控制。
由於潛油直線電機能夠將電能直接轉化為直線往復運動而不需要中間傳動結構，無論是在井上還是井下對抽油機進行改造，均有利 於減少傳動機構空間尺寸，提高機採效率，其優點具體如下
1、 節少能源潛油直線電機主要是動子在定子內作直線運動， 其結構很簡單，電機功率因數很相對傳統系統高，因此節能；由於沒 有長的抽油杆、齒輪減速和遊梁等，系統效率大大增強；平均節能達 50%,節省了大量能源。
2、 無偏磨由於沒有長的抽油杆，也就沒有了偏磨問題了，系
統的可靠性大大增強。
3、 由於電機在地下，所心噪聲小；在海上採油時由於沒有外漏， 不會造成原油對海洋的汙染。
4、 系統簡單，系統主要模塊潛油潛油直線電機與潛油泵裝成一
體，系統協調性很好，便於實現智能控制。
現有的直線電機的動子， 一般都包括軸、套設在軸上的磁環、鋼 環組成，由於採用潛油直線電機在地下開採石油，故對潛油直線電機
的次級(動子)存在許多要求首先是需要具有耐磨措施，以便做好 磁環和鋼環的保護，防止磁環和鋼環在長期的潮溼的地面下被腐蝕， 從而生鏽。

實用新型內容
本實用新型的主要目的在於提供一種保護潛油直線電機的次級 (動子)不易腐蝕、並能耐磨的潛油直線電機。
本實用新型採用的技術方案是 一種潛油直線電機，包括定子及 在該定子內作直線運動的動子，所述動子包括軸、陣列並交替套設在該軸上的多個磁環與多個鋼圓環，所述軸上還套設有位於磁環與鋼 圓環端部的軸承，在所述磁環與鋼圓環外套設有套環，並在軸承與套 環的結合處設有密封環，所述套環、密封環及軸承形成密封環境。
其中，所述套環由耐腐蝕材料製成。
其中，所述密封環為0型圈。
其中，所述軸承的外徑大於套環的外徑。
其中，所述軸承由套設在軸上的鋼軸承環及位於鋼軸承環表面的 耐磨軸承環組成。
其中，所述鋼軸承環的端部呈臺階狀，所述密封圈套設在鋼軸承 的臺階上。
其中，所述耐磨環的材料為耐磨合金層或陶瓷或硬質合金。 其中,在所述軸上還套設有支撐軸的軸向排列強度的壓緊螺母。 本實用新型有益的技術效果是
由於在動子的磁環與鋼環的表面套設有套環，並同時通過密封環 來加強其密封效果，從而可以有效的將磁環與鋼環與外界隔絕，即使 長期在地下工作，外界的水、油等雜質不會對其產生腐蝕等，進而保 證了動子的工作環境，避免對動子的檢測、維修，節約費用，使動子 能長時間在定子內作直線運動正常工作。


圖1為本實用新型具體實施方式
的潛油直線電機的結構示意圖； 圖2為本實用新型具體實施方式
的潛油直線電機的定子的結構 示意圖；圖3為本實用新型具體實施方式
的動子的結構-示'意屈； 圖4為圖3中的軸承的結構示意圖。
具體實施方式

下面通過具體的實施方式並結合附圖對本實用新型做進一步詳 細說明。
如圖1所示本實用新型主要涉及一種用於油井下工作的潛油直 線電lfl可將位於地面下的原油泵到地面，本直線電機包括定子l(一 般為初級)和在該定子1內作上下直線運動的動子2 (—般為次級)。
如圖2，所述定子1包括定子外管9、定子內管11、陣列排布的 多個矽鋼環15及多個線圈14、以及兩個環形接頭IO，其中，定子外 管9和定子內管11可採用鋼管，所述線圈14為環形。
陣列排布的多節矽鋼環15和多個線圈14軸向套設在定子外管9 和定子內管ll管體之間，並環套在定子內管ll上，且各矽鋼環15 和線圈14沿軸向以相互交錯的形式排布。陣列排布的線圈14按三相 排列成星形或三角形連接線圈。
每一接頭10設置於定子外管9、定子內管ll的一個端部，所述 接頭10與定子外管9、定子內管ll緊配合，在接頭10與定子內管 11相接的內周面以及接頭10與定子外管9相接的外周面上均開設有 環形槽121，槽121內裝配有密封圈12，本實施例中，該密封圈12 為0型環。由於在接頭10分別與定子外管9及定子內管11之間均設 有密封圈12，從而所述接頭10與所述定子外管9和定子內管11緊 配合以在三者之間形成密封腔，以阻隔外部油、水等雜質的進入，保 證了腔體內的矽鋼環15和環形線圈14工作環境。為確保機械強度，定子內管ll採用薄壁式鋼管。另外，定子內 管11既可以是一體化的長管，也可以是由多根短管分段相接構成。
如圖2所示，優選的實施例中，將接頭10與定子外管9的外周 面的相接部位22，以及接頭10與定子內管11的外周面的相接部位 23進行焊接，使其成為無縫狀態，其可採用焊接性極佳的雷射焊或 氬弧焊，也可以採用其它焊接方式，也保證了定子l在密封的環境。
為增強絕緣性能與強度，線圈14用高絕緣膠類或塑料類固化， 形成高強度與高絕緣性能的外殼。在定子外管9和定子內管11之間 填灌如高絕緣膠或塑料等絕緣材料29，圖2中只是簡單示意了絕緣 材料29的示意圖，其實絕緣材料是填充在定子外管9和定子內管11 之間，不僅僅只是圖2示意的一部分，其成形後覆蓋住線圈14和矽 鋼環15。
由於本實用新型的潛油直線電機在定子外管9和定子內管11之 間填充有絕緣材料29，從而確保了定子內部勵磁部件的高絕緣性和密 封效果，進一步阻隔了外部油、水等的進入，更加保證了位於定子內 部的動子在無妨礙的條件上作上下直線運動，保證潛油直線電機的正 常穩定工作。
為了使外部的控制系統(圖未示)能通過本潛油直線電機的引出 電纜線20控制電機運動，在一個接頭10中開有出線孔106，電機巻 線引出線18從該出線孔106引出。所述出線孔106可沿軸向開設。 電機巻線引出線18與電機引出電纜線20的連接端21設置在出線孔 106內，優選在出線孔106內將該連接端用螺絲或膠固化，從而確保 接線強度與連接處的密封性。電機引出電纜線20的接頭部201連接控制系統。也可在一個接頭10中開有出線槽，電機巻線'引出線18從 該出線槽引出。
如圖3和圖4所示，所述動子2在定子1內作直線運動，包括 軸25、陣列並交替套設在該軸25上的多個磁環3、多個鋼圓環4及 多個耐磨軸承8，且還在軸25上設有增強軸25的軸向排列強度的壓 緊螺母6，並在所述磁環3與鋼圓環4外套設有耐腐蝕材料做的套環 5，該在所述套環5的端部設有密封環7，所述密封環7位於套環5 與軸承8的接合處，實際上，密封環7套設在軸承8上，該密封環7 為0型密封環。
所述耐磨軸承8的外徑比磁環3、鋼圓環4及套環5的外徑大， 起到保護磁環3與鋼圓環4的作用。
所述軸承8由套設在軸25上的鋼軸承環81及位於鋼軸承環81 表面的耐磨軸承環82組成，其中，所述鋼軸承環81的端部呈臺階狀， 即，設有臺階811，所述密封環7套設在鋼軸承環81的臺階811上； 所述耐磨環82的材料為耐磨合金層或陶瓷或硬質合金，以減小磨擦 係數。
由於本潛油直線電機在油井下工作，而故需要對動子2具有耐磨 措施，保護好動子2的磁環3與鋼圓環4，故通過在磁環3與鋼圓環 4外加耐腐蝕材料的套環5，同時在套環5的兩端與軸承8的接合處 加設密封環7，從而在套環5、密封圈7及軸承8形成密封環境，磁 環3和鋼圓環4位於該密封環境,從而可防止外界的油、水等雜質進 入磁環3和鋼圓環4內，保證了動子2的工作環境，避免對動子的檢 測、維修，節約費用，使動子能長時間在定子內作直線運動正常工作如圖1所示，上述潛油直線電機的工作原理如下 由於本實用新型的潛油直線電機在油井下工作，並與抽油泵連 接。本實用新型通過在其定子l的定位內管、定位外管端部設置有接 頭，該接頭均通過密封圈與定子內管、定子外管緊配合併與定子內、 外管共同形成一密閉腔室，確保了對設置於定子內管、定子外管之間 的矽鋼環和線圈的密封性能。當定子1的線圈14線圈14通三相電
後，線圈14、與其配合布置的矽鋼圓環15將產生定子行波磁場，與 動子2相互作用後，同時將電磁能傳遞給動子2的磁環3與鋼圓環4， 以將電磁能轉換成動子2的機械倉^產生推力使動子2在定子1內上 下運動。從而帶動抽油泵上下運動，可將地下原油通過抽油泵被源源 不斷抽到抽油管內，並從抽油管輸送到地面裝置內。本實用新型的潛 油直線電機可使定子保持完全密封，阻隔了外部油、水等的進入，從 而保證了位於定子內部的動子在無妨礙的條件下作上下運動，由於無 需傳統的長的抽油杆，大大提高了系統工作效率。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一 步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對 於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來i兌在不脫離本實用新 型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於 本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種潛油直線電機，包括定子及在該定子內作直線運動的動子，所述動子包括軸、陣列並交替套設在該軸上的多個磁環與多個鋼圓環，其特徵在於所述軸上還套設有位於磁環與鋼圓環端部的軸承，在所述磁環與鋼圓環外套設有套環，並在軸承與套環的結合處設有密封環，所述套環、密封環及軸承形成密封環境。
2. 如權利要求l所述的潛油直線電機，其特徵在於所 述套環由耐腐蝕材料製成。
3. 如權利要求l所述的潛油直線電機，其特徵在於所 述密封環為0型圈。
4. 如權利要求l所述的潛油直線電機，其特徵在於所述 軸承的外徑大於套環的外徑。
5. 如權利要求l所述的潛油直線電機，其特徵在於所述 軸承由套設在軸上的鋼軸承環及位於鋼軸承環表面的耐磨軸承 環組成。
6. 如權利要求5所述的潛油直線電機，其特徵在於所述 鋼軸承環的端部呈臺階狀，所述密封圈套設在鋼軸承的臺階上。
7. 如權利要求5所述的潛油直線電機，其特徵在於所述 耐磨環的材料為耐磨合金層或陶瓷或硬質合金。
8. 根據權利要求l所述的潛油直線電機，其特徵在於在 所述軸上還套設有支撐軸的軸向排列強度的壓緊螺母。
專利摘要一種潛油直線電機，包括定子及在該定子內作直線運動的動子，所述動子包括軸、陣列並交替套設在該軸上的多個磁環與多個鋼圓環，在所述磁環與鋼圓環外套設有套環。在所述套環的端部設有密封環。由於在動子的磁環與鋼環的表面套設有套環，並同時通過密封環來加強其密封效果，從而可以有效的將磁環與鋼環與外界隔絕，即使長期在地下工作，外界的水、油等雜質不會對其產生腐蝕等，進而保證了動子的工作環境，避免對動子的檢測、維修，節約費用，使動子能長時間在定子內作直線運動正常工作。
文檔編號H02K5/12GK201328033SQ20082023491
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月9日 優先權日2008年12月9日
發明者付曉輝, 王光能, 王國元, 王新忠, 高雲峰 申請人:深圳市大族精密機電有限公司