專利名稱：電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油開采設(shè)備中的電動(dòng)潛油螺桿式抽油機(jī)，特別是一種電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，在高含氣、高含砂、重粘結(jié)蠟和聚合物驅(qū)油等稠油井的開采中，螺桿泵的效率明顯高于游梁式抽油機(jī)或其他采油設(shè)備。螺桿泵式抽油設(shè)備在動(dòng)力傳遞方式上分為地面動(dòng)力源式，即地面動(dòng)力是通過抽油桿柱傳遞到井下螺桿泵，將井液舉升到地面上；另一種方式是通過電纜將電能送到與螺桿泵為一體的潛油電機(jī)上，潛油電機(jī)在井下做功將井液舉升到地面上。顯而易見，電動(dòng)潛油螺桿泵式抽油機(jī)的采油效率高于地面動(dòng)力源式螺桿泵的采油效率。但現(xiàn)有的電動(dòng)螺桿潛油泵，均不同程度地存在以下技術(shù)缺陷1.整機(jī)使用壽命短，其主要原因是在油井套管的有限直徑空間里，電機(jī)的減速裝置的設(shè)計(jì)受到限制，其可靠性和耐久性得不到保障，若選用高強(qiáng)度、高耐磨合金材料，其生產(chǎn)成本就會(huì)大幅提高。2.電機(jī)功率傳遞效率低，其主要原因是在有限的套管空間里，無論是漸開線齒廓式減速裝置，還是圓弧行星減速裝置，都無法實(shí)現(xiàn)其優(yōu)化設(shè)計(jì)的參數(shù)，只能在功率傳遞效率上做出讓步。3.現(xiàn)有的電動(dòng)潛油螺桿泵在使用過程中，由于油井的井況不同，或正在使用的油井井況發(fā)生變化而需要調(diào)整油井的生產(chǎn)參數(shù)時(shí)，只能通過井口作業(yè)取出電動(dòng)潛油螺桿泵整體或至少取出螺桿泵部分，方可調(diào)整生產(chǎn)工作參數(shù)。這樣既費(fèi)時(shí)間，又費(fèi)財(cái)力，提高了采油成本。正因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)潛油螺桿式抽油機(jī)存在上述技術(shù)缺陷，使得電動(dòng)潛油螺桿式抽油機(jī)在油田一直沒有得到應(yīng)用。由于普通潛油電機(jī)本身存在輸出轉(zhuǎn)矩不大的問題，再加上套管中減速裝置的設(shè)置增加了維修維護(hù)的難度，造成了現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)潛油螺桿式抽油機(jī)的組合不當(dāng)和結(jié)構(gòu)不合理，進(jìn)而不僅使得油井的生產(chǎn)排液量難以增大，而且使得螺桿泵不能更深地潛入井下，從而影響或者不利于油井開采。
由于雙多永磁電機(jī)的出現(xiàn)，該雙多是指多轉(zhuǎn)子、多定子新型永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)，同普通潛油電機(jī)相比，其輸出轉(zhuǎn)矩成倍增加，提高2-3倍，因此就產(chǎn)生了將高效節(jié)能的雙多永磁電機(jī)用于油田抽油機(jī)的技術(shù)構(gòu)思。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種組合結(jié)構(gòu)合理，不僅能夠便于大范圍調(diào)整油井的生產(chǎn)排液量，而且可以使得螺桿泵更深地潛入井下，從而以利于油井開采的電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，包括電磁驅(qū)動(dòng)裝置和由該裝置驅(qū)動(dòng)的螺桿泵，其特征在于所述電磁驅(qū)動(dòng)裝置為雙多永磁電機(jī)。
所述雙多永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸與所述螺桿泵的螺桿傳動(dòng)軸通過連接器直接嚙合對(duì)接。
所述連接器附設(shè)有傳動(dòng)軸扶正裝置。
所述傳動(dòng)軸扶正裝置與所述連接器為一體化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
所述雙多永磁電機(jī)的相鄰轉(zhuǎn)子之間均設(shè)置有電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正裝置。
所述螺桿泵的上端和所述雙多永磁電機(jī)的下端分別設(shè)置有上扶正器和下扶正器。
所述雙多永磁電機(jī)的殼體上設(shè)置有接入潛油電纜的耐壓密封接線器。
所述雙多永磁電機(jī)通過所述潛油電纜連接有數(shù)字化控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)效果如下由于本實(shí)用新型電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，采用了新型結(jié)構(gòu)的雙多永磁電機(jī)，即以大轉(zhuǎn)矩、高效能雙多永磁電機(jī)為動(dòng)力設(shè)備，該雙多是指多轉(zhuǎn)子、多定子新型永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)，同現(xiàn)有技術(shù)中的普通潛油電機(jī)相比，其輸出轉(zhuǎn)矩成倍增加，提高2-3倍，因此能夠使本實(shí)用新型的下井深度達(dá)三千米以上。本實(shí)用新型組合結(jié)構(gòu)合理，不僅能夠便于大范圍調(diào)整油井的生產(chǎn)排液量，而且可以使得螺桿泵更深地潛入井下，從而大大有利于油井開采。
由于雙多永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸與螺桿泵的螺桿傳動(dòng)軸通過連接器直接嚙合對(duì)接，使得雙多永磁電機(jī)將其輸出功率傳遞到螺桿泵的方式簡(jiǎn)單直接，中間不存在減速裝置，減少了動(dòng)力傳動(dòng)磨損部件，大大提高了電機(jī)功率傳遞效率，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能，完全排除了現(xiàn)有技術(shù)中采用減速裝置所帶來的技術(shù)缺陷，這樣不僅提高了整機(jī)使用壽命，而且延長(zhǎng)了設(shè)備維修周期，降低了維護(hù)費(fèi)用。
由于對(duì)傳動(dòng)軸各段，無論是電機(jī)轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸，還是螺桿泵的螺桿傳動(dòng)軸，均在多個(gè)部位實(shí)施了傳動(dòng)軸扶正設(shè)計(jì)，即連接器附設(shè)有傳動(dòng)軸扶正裝置；傳動(dòng)軸扶正裝置與所述連接器為一體化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；雙多永磁電機(jī)的相鄰轉(zhuǎn)子之間均設(shè)置有電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正裝置；螺桿泵的上端和所述雙多永磁電機(jī)的下端分別設(shè)置有上扶正器和下扶正器；這樣，能夠有效減少振動(dòng)、防止抖動(dòng)，保證整機(jī)在工作時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)定性。使其在油井的下潛深度可達(dá)3000-5000米。
由于雙多永磁電機(jī)的殼體上設(shè)置有接入潛油電纜的耐壓密封接線器，這就充分保障了深潛狀態(tài)下的密封性，提高了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性和可靠性。
由于雙多永磁電機(jī)通過潛油電纜連接有數(shù)字化控制系統(tǒng)，使得本實(shí)用新型在不同油井使用時(shí)，或在油井使用過程中其井況發(fā)生變化時(shí)，能夠?qū)τ途纳a(chǎn)工藝參數(shù)的調(diào)整十分方便，不需要在井口作業(yè)起下油管柱，僅在數(shù)字化控制系統(tǒng)上將所需參數(shù)輸入，即可調(diào)整螺桿泵的壓頭和轉(zhuǎn)速，使泵與油井的出液能力相匹配。
本實(shí)用新型的工作原理如下本實(shí)用新型電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，主要由雙多永磁電機(jī)、電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正裝置、耐壓密封接線器、電機(jī)轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸、連接器及扶正裝置、螺桿傳動(dòng)軸、井液引入口、螺桿泵、潛油電纜、井液泄出器，上扶正器，數(shù)字化控制系統(tǒng)、下扶正器組成，其工作原理為來自井下油層的井液，通過雙多永磁電機(jī)和套管之間的空隙供給螺桿泵，螺桿泵將井液吸入并泵壓打入油管，源源不斷地舉升到地面；雙多永磁電機(jī)所需要的電能由數(shù)字化控制系統(tǒng)提供，根據(jù)油井的生產(chǎn)工藝參數(shù)，數(shù)字化控制系統(tǒng)可以自動(dòng)或人工調(diào)整供電電流大小和供電頻率的高低，進(jìn)而調(diào)整螺桿泵的排量和壓頭，使泵與油井的出液量相匹配。


附圖為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標(biāo)記列示如下1.雙多永磁電機(jī)；2.電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正裝置；3.耐壓密封接線器；4.電機(jī)轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸；5.連接器及扶正裝置；6.螺桿傳動(dòng)軸；7.套管；8.井液引入口；9.螺桿泵；10.潛油電纜；11.井液泄出器；12.油管；13.上扶正器；14.采油樹；15.數(shù)字化控制系統(tǒng)；16.下扶正器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
如圖所示，本實(shí)用新型電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，主要由雙多即多轉(zhuǎn)子和多定子永磁電機(jī)1，電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正裝置2、耐壓密封接線器3、電機(jī)轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸4，連接器及扶正裝置5，螺桿傳動(dòng)軸6，井液引入口8，螺桿泵9，潛油電纜10，井液泄出器11，上扶正器13，下扶正器16，數(shù)字化控制系統(tǒng)15組成；其特征在于雙多永磁電機(jī)1的每?jī)山M轉(zhuǎn)子之間設(shè)計(jì)安裝有電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正裝置2，螺桿泵9的螺桿傳動(dòng)軸6和雙多永磁電機(jī)1的電機(jī)轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸4通過連接器及扶正裝置5直接嚙合對(duì)接。
在螺桿泵9的上端設(shè)計(jì)安裝有上扶正器13，在螺桿泵9和雙多永磁電機(jī)1的連接處設(shè)計(jì)安裝有連接器及扶正裝置5，在雙多永磁電機(jī)1的下端設(shè)計(jì)安裝有下扶正器16。在雙多永磁電機(jī)1的上部設(shè)計(jì)安裝有可防止脫落的高強(qiáng)度耐壓密封接線器3。雙多永磁電機(jī)1的運(yùn)行參數(shù)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩輸出的大小由數(shù)字化控制系統(tǒng)15根據(jù)油井的出液量和井口油壓變化等信息自動(dòng)或人工調(diào)整。雙多永磁電機(jī)設(shè)計(jì)為多轉(zhuǎn)子、多定子新型結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)矩輸出比普通電機(jī)提高2-3倍；本實(shí)用新型的電機(jī)轉(zhuǎn)矩傳遞過程沒有機(jī)械減速裝置，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而延長(zhǎng)了整機(jī)使用壽命和設(shè)備維修周期；數(shù)字化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使用，可方便地用人工或自動(dòng)方式調(diào)整井下螺桿泵的排量和壓頭等參數(shù)，既節(jié)省作業(yè)費(fèi)用又延長(zhǎng)了螺桿泵的有效工作時(shí)間，是稠油、高含氣、高含砂、重粘結(jié)物油井的理想采油設(shè)備。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1.雙多永磁電機(jī)同普通潛油電機(jī)相比，輸出轉(zhuǎn)矩提高2-3倍，因此高效節(jié)能。2.由于電機(jī)轉(zhuǎn)矩的大幅提高，使得螺桿泵的壓頭相應(yīng)提高，這不僅使油井的生產(chǎn)排液量增大，而且可以使螺桿泵更深地潛入井下，實(shí)潛工作深度達(dá)3000米以上。3.采用數(shù)字化控制系統(tǒng)，本實(shí)用新型在不同油井使用時(shí)，或在油井使用過程中其井況發(fā)生變化時(shí)，對(duì)油井的生產(chǎn)工藝參數(shù)的調(diào)整十分方便，不需要在井口作業(yè)起下油管柱，僅在數(shù)字化控制系統(tǒng)上將所需參數(shù)輸入，能很方便地通過簡(jiǎn)單操作，即可改變螺桿泵的轉(zhuǎn)速、排量和壓頭等工藝參數(shù)，以滿足油井的生產(chǎn)需求，使泵與油井的出液能力相匹配。4.由于雙多永磁電機(jī)將其輸出功率傳遞到螺桿泵的方式簡(jiǎn)單直接，中間不存在減速裝置，減少了動(dòng)力傳動(dòng)磨損部件，不僅提高了整機(jī)使用壽命，而且延長(zhǎng)了設(shè)備維修周期，降低了維護(hù)費(fèi)用。5.由于雙多永磁電機(jī)的高效節(jié)能，使得電機(jī)的單位輸出功率耗電降低，供電的潛油電纜負(fù)荷降低，因此，潛油電纜的電纜線徑減小，降低了生產(chǎn)成本；并且由于電纜的線徑減小，在安裝設(shè)備電纜下井作業(yè)時(shí)，其在油管和套管的環(huán)隙空間里，碰傷損壞的機(jī)率降低，提高了潛油電纜使用的安全性。6.在整機(jī)的上部、中部和下部，分別設(shè)計(jì)有上扶正器、連接器及扶正裝置和下扶正器，用于減少振動(dòng)、防止抖動(dòng)，保證整機(jī)在工作時(shí)的系統(tǒng)穩(wěn)定性。
以上所述，僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，依據(jù)本實(shí)用新型同樣的發(fā)明創(chuàng)造原理，還可以做出許多變型和改進(jìn)，但是這些均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，包括電磁驅(qū)動(dòng)裝置和由該裝置驅(qū)動(dòng)的螺桿泵，其特征在于所述電磁驅(qū)動(dòng)裝置為雙多永磁電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，其特征在于所述雙多永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸與所述螺桿泵的螺桿傳動(dòng)軸通過連接器直接嚙合對(duì)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，其特征在于所述連接器附設(shè)有傳動(dòng)軸扶正裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，其特征在于所述傳動(dòng)軸扶正裝置與所述連接器為一體化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，其特征在于所述雙多永磁電機(jī)的相鄰轉(zhuǎn)子之間均設(shè)置有電機(jī)轉(zhuǎn)子扶正裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，其特征在于所述螺桿泵的上端和所述雙多永磁電機(jī)的下端分別設(shè)置有上扶正器和下扶正器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，其特征在于所述雙多永磁電機(jī)的殼體上設(shè)置有接入潛油電纜的耐壓密封接線器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，其特征在于所述雙多永磁電機(jī)通過所述潛油電纜連接有數(shù)字化控制系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種組合結(jié)構(gòu)合理，不僅能夠便于大范圍調(diào)整油井的生產(chǎn)排液量，而且可以使得螺桿泵更深地潛入井下，從而以利于油井開采的電動(dòng)永磁式深潛螺桿抽油機(jī)，包括電磁驅(qū)動(dòng)裝置和由該裝置驅(qū)動(dòng)的螺桿泵，其特征在于所述電磁驅(qū)動(dòng)裝置為雙多永磁電機(jī)；所述雙多永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子傳動(dòng)軸與所述螺桿泵的螺桿傳動(dòng)軸通過連接器直接嚙合對(duì)接。
文檔編號(hào)E21B43/00GK2685560SQ20042000395
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月29日
發(fā)明者張巖京, 潘敦利, 王笑松, 徐莉蘋, 韓興華, 楊楠 申請(qǐng)人:張健增, 張巖京