專利名稱：雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于石油開(kāi)采的雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，它屬于機(jī)械采油，適合于所有類型的油井，尤其適合在定向井、斜直井、水平井、方位角變化大的井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)油井舉升。
背景技術(shù)：
游梁式有桿抽油系統(tǒng)因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)保養(yǎng)容易等優(yōu)點(diǎn)，一直以來(lái)得到石油工業(yè)的青睞。有桿抽油因操作簡(jiǎn)單、排量大等優(yōu)點(diǎn)，近幾十年獲得了較大發(fā)展，但是由于定向井、水平井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的出現(xiàn)，這些技術(shù)已經(jīng)不能滿足需要。對(duì)于這些井，游梁式有桿抽油系統(tǒng)因存在偏磨、斷脫問(wèn)題，檢泵周期短、材料消耗大，使用成本高問(wèn)題。電潛離心泵存在效率低、能耗高等問(wèn)題，也只適應(yīng)于排量大于50m3/d的井，而且不適合在高油氣比井中應(yīng)用。
游梁式有桿抽油系統(tǒng)和電潛離心泵舉升系統(tǒng)存在的技術(shù)問(wèn)題，在石油采油界，提出了“往復(fù)式直線電機(jī)往復(fù)泵”(專利公告號(hào)CN 2644703Y)和“電潛式永磁直線往復(fù)泵”(專利公開(kāi)號(hào)CN 1563715A)，但現(xiàn)有的直線電機(jī)往復(fù)泵在結(jié)構(gòu)方面仍存在以下缺點(diǎn)①直線電機(jī)往復(fù)泵只能單向做功，單向舉升井液，脈動(dòng)載荷大，對(duì)地面控制電子元件和井下控制單元電子元件沖擊大，不利于井下直線電機(jī)換向控制；②直線電機(jī)往復(fù)泵一個(gè)往復(fù)沖程中，僅有一個(gè)方向產(chǎn)生作用力做功，另一個(gè)方向不做功。在不做功的沖程中，電能被直線電機(jī)定子中的線圈用來(lái)轉(zhuǎn)換為熱能，能量利用率下降；而且直線電機(jī)溫升快，導(dǎo)致直線電機(jī)動(dòng)子退磁加快，使用壽命縮短；③由于現(xiàn)有直線電機(jī)往復(fù)泵的柱塞單向做功，因而往復(fù)泵排量小、揚(yáng)程低，系統(tǒng)低效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，該裝置雙作用往復(fù)泵的柱塞連接在直線電機(jī)的動(dòng)子之上，當(dāng)供電電纜為直線電機(jī)的定子線圈供電，產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)，直線電機(jī)動(dòng)子與氣隙磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁推力，直線電機(jī)動(dòng)子沿行波磁場(chǎng)方向作直線運(yùn)動(dòng)；電流方向改變，力的方向而相應(yīng)改變，直線電機(jī)動(dòng)子從而帶動(dòng)雙作用往復(fù)泵的柱塞雙向做功?？朔F(xiàn)有直線電機(jī)單向做功，脈動(dòng)載荷大，地面和井下控制單元電子元件沖擊大，不利于井下直線電機(jī)換向控制的不足；以及克服現(xiàn)有直線電機(jī)升溫快，往復(fù)泵排量小、揚(yáng)程低，系統(tǒng)低效率低的不足。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的(參閱說(shuō)明書附圖1)雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置主要由以下幾部分組成雙作用泵7、直線電機(jī)8、井下定位檢測(cè)單元19、地面控制單元，以及油管3、電纜2等輔助部分組成。錨定器5用來(lái)固定雙作用泵7和油管3，防止雙作用泵7在上、下沖程中因液柱載荷交變作用力，作用在油管3上，引起油管3、電纜2伸長(zhǎng)或縮短，導(dǎo)致電纜2擠壓和磨損；扶正器4用來(lái)穿過(guò)電纜2、并扶正油管3，防止油管3在下井過(guò)程中擠壓電纜2造成電纜2損傷、短路。
其特征在于
雙作用泵7由固定閥9在大泵筒10上部，固定閥9為球閥。大泵筒10內(nèi)有大柱塞12。大柱塞12內(nèi)有游動(dòng)閥11，游動(dòng)閥11為球閥。游動(dòng)閥11上部形成A腔。大泵筒10與小柱塞14之間形成B腔。大泵筒10外部套有返流管13，大泵筒10與返流管13之間形成環(huán)形的液體C流道。安裝時(shí)，返流管13與油管3連接。大泵筒10底部有液體進(jìn)出孔，通過(guò)液體進(jìn)出孔使C流道與B腔連通。大泵筒10下部連接有小泵筒15，小泵筒15內(nèi)有小柱塞14。小柱塞14頂部連接在大柱塞14的底部。小柱塞14為管形，中心有通孔，形成液體D流道。小柱塞14下端連接空心桿17，空心桿17下端連接直線電機(jī)動(dòng)子。小泵筒15下端連接懸掛短節(jié)16，懸掛短節(jié)16下端連接直線電機(jī)定子。
雙作用泵7的大柱塞12直徑可以在38mm～57mm之間，小柱塞14直徑可以在28mm～44mm之間。
大柱塞12的橫截面積是小柱塞14的橫截面積的1.9～2.15倍，比較合適。
雙作用泵7用來(lái)舉升井下液體。直線電機(jī)8給雙作用泵7在上、下沖程中均提供舉升動(dòng)力。雙作用泵7在上下沖程都做對(duì)液體功，小柱塞14在上沖程受壓，推動(dòng)大柱塞12向上運(yùn)動(dòng)；下沖程受拉，拉動(dòng)大柱塞12向下運(yùn)動(dòng)。而常規(guī)有桿泵只在上沖程對(duì)液體做功，假如常規(guī)有桿泵也采用雙作用泵，因抽油桿失穩(wěn)，與抽油泵連接的桿柱極易破壞。由于本發(fā)明采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，小柱塞14、空心桿17采用中心有通孔，井液可以通過(guò)。小柱塞14、空心桿17的直徑相對(duì)抽油桿粗而短，抗彎模量大，不會(huì)有失穩(wěn)現(xiàn)象。
直線電機(jī)8采用釹鐵硼永磁材料制作大推力慢速度圓筒型永磁同步直線電機(jī)。電機(jī)分定子和動(dòng)子兩大部分為了實(shí)現(xiàn)雙作用泵的7工作方式，驅(qū)動(dòng)雙作用泵7的直線電機(jī)8也有較大改進(jìn)?？招臈U17下部連接直線電機(jī)8動(dòng)子。直線電機(jī)8動(dòng)子由中心管20、永磁鐵21和固定環(huán)22組成，永磁鐵21固定在中心管20外部。永磁鐵21結(jié)構(gòu)是每組由8片磁瓦組成，每組間加有一個(gè)固定環(huán)22。動(dòng)子兩端有直線軸承24。直線電機(jī)8定子部分由管狀電機(jī)外殼、定子磁鐵芯、定子線圈、內(nèi)襯管組成。內(nèi)襯管27外部有線圈23和導(dǎo)磁環(huán)25，線圈23、導(dǎo)磁環(huán)25呈筒狀。線圈23、導(dǎo)磁環(huán)25外部是電機(jī)外殼26。密封接頭18固定電纜2并密封電機(jī)定子內(nèi)部，井液不能進(jìn)入電機(jī)定子。
直線電機(jī)8與雙作用泵7同軸心對(duì)接，直線電機(jī)的動(dòng)子通過(guò)空心桿17與雙作用泵的小柱塞14相連。電機(jī)外殼26上部通過(guò)懸掛短節(jié)16與雙作用泵7的小泵筒15下端連接。當(dāng)直線電機(jī)的動(dòng)子在定子線圈形成的行波磁場(chǎng)作用下進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)雙作用泵的大柱塞12、小柱塞14往復(fù)運(yùn)動(dòng)而舉升井液。
井下定位檢測(cè)單元19為了檢測(cè)動(dòng)子所處的位置并控制動(dòng)子換向，在直線電機(jī)內(nèi)設(shè)置有位置檢測(cè)傳感器，即霍耳開(kāi)關(guān)，檢測(cè)動(dòng)子的位置，再利用動(dòng)力線載波發(fā)射接收裝置把霍耳開(kāi)關(guān)檢測(cè)到的位置信號(hào)傳到地面。控制地面控制單元，控制電源改變電流方向及大小，從而控制電機(jī)定子往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)雙作用往復(fù)泵。
地面控制單元由動(dòng)子位置譯碼器、電壓調(diào)節(jié)器、信號(hào)放大器、振蕩器、輸出緩沖器、動(dòng)子換向開(kāi)關(guān)等組成(圖3)。
本發(fā)明與現(xiàn)有直線電機(jī)往復(fù)泵相比具有如下有益效果1、采用本發(fā)明雙作用往復(fù)泵，在往復(fù)泵上、下沖程中均舉升井液。在上、下沖程做功，電能轉(zhuǎn)換熱能少，能量利用率高；而且直線電機(jī)升溫較慢，直線電機(jī)使用壽命長(zhǎng)?？朔艘蛲鶑?fù)泵排量小、攜熱能力低與直線電機(jī)單位體積功率發(fā)熱大之間的矛盾。
2、本雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置獲得了意想不到的效果雙作用往復(fù)泵上、下沖程中均舉升井液，做到均勻舉升井液。解決了現(xiàn)有往復(fù)泵單向舉升井液，舉升井液呈脈沖形式，在舉升的沖程時(shí)，因套管截面狹小，圓柱形空間與電機(jī)需要輸出的大推力之間的矛盾，降低了舉升載荷。
3、本雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置獲得了意想不到的效果還有雙作用往復(fù)泵上、下沖程中均舉升井液。做到均勻地對(duì)底層井液進(jìn)行抽汲，緩解井液油水比下降過(guò)快，延長(zhǎng)地層排液時(shí)間，延長(zhǎng)石油開(kāi)采時(shí)間，增加原油產(chǎn)量起到穩(wěn)定作用。
4、地面控制單元對(duì)直線電機(jī)、雙作用往復(fù)泵的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)靈活，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，工作可靠、壽命長(zhǎng)。


附圖1是雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置結(jié)構(gòu)示意圖。表示的是大柱塞(12)、小柱塞(14)、空心桿(17)以及電機(jī)動(dòng)子向上運(yùn)動(dòng)沖程，井液流動(dòng)的情況。箭頭所指的方向是井液流動(dòng)的方向。在向上運(yùn)動(dòng)沖程中，固定凡爾(9)打開(kāi)，游動(dòng)凡爾(11)關(guān)閉。
附圖2為雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置結(jié)構(gòu)示意圖。表示的是大柱塞(12)、小柱塞(14)、空心桿(17)以及電機(jī)動(dòng)子向下運(yùn)動(dòng)沖程，井液流動(dòng)的情況。箭頭所指的方向是井液流動(dòng)的方向。在向下運(yùn)動(dòng)沖程中，固定凡爾(9)關(guān)閉，游動(dòng)凡爾(11)打開(kāi)。
附圖3為直線電機(jī)控制單元原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例參閱附圖1。雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置主要分為雙作用泵(7)、直線電機(jī)(8)、井下定位檢測(cè)單元(19)、地面控制單元組成。雙作用泵(7)的大柱塞直徑為40mm，小柱塞直徑為28mm，大柱塞的橫截面積是小柱塞的橫截面積的2倍左右。
雙作用泵(7)的結(jié)構(gòu)固定閥(9)在大泵筒(10)上部，固定閥(9)為球閥，球的直徑為38mm。大泵筒(10)內(nèi)有一個(gè)大柱塞(12)。大柱塞(12)直徑為40mm。大柱塞(12)內(nèi)有游動(dòng)閥(11)，游動(dòng)閥(11)為球閥，球的直徑33mm。游動(dòng)閥(11)上部形成容納井液的A腔。大泵筒(10)與小柱塞(14)之間形成B腔。大泵筒(10)外部套有返流管(13)，返流管(13)的內(nèi)徑為68mm。大泵筒(10)與返流管(13)之間形成環(huán)形的液體C流道。大泵筒(10)底部有6個(gè)液體進(jìn)出孔，每個(gè)孔的直徑為12mm。通過(guò)液體進(jìn)出孔使C流道與B腔連通。大泵筒(10)下部連接有小泵筒(15)，小泵筒(15)內(nèi)有小柱塞(14)，小柱塞(14)的直徑28mm。大柱塞(12)的面積是小柱塞(14)面積的2.04倍。小柱塞(14)頂部連接在大柱塞(12)的底部。小柱塞(14)為管形，小柱塞(14)中心有通孔，孔的直徑18mm?？仔纬闪艘后wD流道，井液通過(guò)D流道進(jìn)入A腔。小柱塞(14)下端連接空心桿(17)，空心桿(17)下端連接直線電機(jī)動(dòng)子，小泵筒(15)下端連接懸掛短節(jié)(16)，懸掛短節(jié)(16)下端連接直線電機(jī)定子。
直線電機(jī)(8)的結(jié)構(gòu)空心桿(17)下部螺紋接直線電機(jī)(8)動(dòng)子。直線電機(jī)(8)動(dòng)子由中心管(20)、永磁鐵(21)和固定環(huán)(22)組成。永磁鐵(21)固定在中心管(20)外部，永磁鐵(21)結(jié)構(gòu)是每組由8片磁瓦組成，每組間加有一個(gè)固定環(huán)(22)。動(dòng)子兩端有直線軸承(24)，直線電機(jī)(8)的定子部分由管狀電機(jī)外殼、定子磁鐵芯、定子線圈、內(nèi)襯管組成。內(nèi)襯管(27)外部有線圈(23)和導(dǎo)磁環(huán)(25)。線圈(23)、導(dǎo)磁環(huán)(25)呈筒狀，線圈(23)、導(dǎo)磁環(huán)(25)外部是電機(jī)外殼(26)，電機(jī)外殼(26)的直徑為110毫米。密封接頭(18)固定電纜(2)并密封電機(jī)定子內(nèi)部，井液不能進(jìn)入電機(jī)定子內(nèi)部，保護(hù)直線電機(jī)內(nèi)部電器安全。
當(dāng)給直線電機(jī)(8)中定子線圈(23)中通有適當(dāng)電流時(shí)，電機(jī)定子形成一行波磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與固定在動(dòng)子上的永久磁鐵(21)相互作用，驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)子往復(fù)運(yùn)動(dòng)。直線電機(jī)的動(dòng)子由一根中心管(20)外表面套永久磁鐵(21)及固定環(huán)(22)組成。永久磁鐵(21)采用性能特別優(yōu)異的永磁材料，固定環(huán)(22)采用阻磁性能良好的黃銅或不導(dǎo)磁的不銹鋼，中心管(20)采用導(dǎo)磁性能優(yōu)良的高碳鋼管，這種結(jié)構(gòu)可以大大提高直線電機(jī)磁路中磁場(chǎng)強(qiáng)度，從而提高單位電流產(chǎn)生的電磁力。
本發(fā)明雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，吸液、排液過(guò)程是通過(guò)如下兩個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)的見(jiàn)附圖1所示，上沖程，大柱塞(12)連同小柱塞(14)、空心桿(17)在直線電機(jī)(8)動(dòng)子的推動(dòng)下一起向上運(yùn)動(dòng)。隨著柱塞(12、14)向上運(yùn)動(dòng)，A腔容積減小，A腔內(nèi)壓力上升，游動(dòng)閥(11)關(guān)閉。當(dāng)A腔內(nèi)液體壓力高于固定閥(9)上部油管內(nèi)壓力時(shí)，固定閥(9)自動(dòng)打開(kāi)。A腔內(nèi)的液體排出，通過(guò)固定閥(9)進(jìn)入固定閥(9)以上的油管內(nèi)。完成排液過(guò)程。隨著柱塞(12、14)向上運(yùn)動(dòng)，B腔容積增大，B腔內(nèi)壓力下降，油管內(nèi)的液體有一部分通過(guò)C流道倒流回B腔；另外，油管內(nèi)的液體另一部分被舉升到地面。小柱塞(14)向上運(yùn)動(dòng)，井液從地層內(nèi)抽入井筒內(nèi)，并進(jìn)入D流道。
見(jiàn)附圖2所示，下沖程，大活塞(12)連同小活塞(14)、空心桿(17)在直線電機(jī)(8)動(dòng)子的拉動(dòng)下一起向下運(yùn)動(dòng)。隨著大活塞(12)、小活塞(14)向下運(yùn)動(dòng)，A腔容積增大，當(dāng)A腔內(nèi)液體壓力低于固定閥(9)上油管內(nèi)壓力時(shí)，固定閥(9)自動(dòng)關(guān)閉。柱塞繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)A腔內(nèi)壓力低于往復(fù)泵的沉沒(méi)壓力時(shí)，游動(dòng)閥(11)自動(dòng)打開(kāi)。在沉沒(méi)壓力作用，液體從D流道進(jìn)入A腔。完成吸液過(guò)程。對(duì)于B腔，隨著柱塞向下運(yùn)動(dòng)，B腔容積降低，腔內(nèi)壓力上升，B腔內(nèi)液體通過(guò)C流道向油管內(nèi)排出液體。B腔內(nèi)通過(guò)C流道向油管內(nèi)排出的液體被舉升到地面。
通過(guò)上沖程和下沖程可以看出，上沖程中有油管內(nèi)的液體另一部分被舉升到地面；下沖程中有B腔內(nèi)通過(guò)C流道向油管內(nèi)排出的液體被舉升到地面。兩次沖程均有井液被舉升到地面。這就是本發(fā)明基本特點(diǎn)所在。
對(duì)本發(fā)明安裝在井下的說(shuō)明錨定裝置(4)作用是當(dāng)直線電機(jī)(8)帶動(dòng)雙作用泵(7)工作時(shí)，套管(1)與油管(3)之間的液體被舉升到油管(3)內(nèi)，油管3內(nèi)的壓力大于套管與油管之間的液體壓力。在錨定裝置(4)內(nèi)、外形成壓差，推動(dòng)錨定裝置(4)的活塞向外運(yùn)動(dòng)，使錨定裝置(4)的錨牙緊貼套管(2)內(nèi)壁，油管(3)在錨定裝置(4)的錨牙錨定力作用下不能上、下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)井下出現(xiàn)故障或需要起出雙作用泵(7)、直線電機(jī)(8)等井下部件時(shí)，通過(guò)打開(kāi)連通器(6)將油管(3)與油、套環(huán)空連通，使油、套環(huán)空與油管(3)內(nèi)壓力平衡，錨定裝置(4)的錨牙在其彈簧彈力作用下收回，管柱就可以順利起出。
本發(fā)明雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置當(dāng)用于斜井、水平井中，由于電纜(2)、油管(3)之間存在擠壓?jiǎn)栴}，油管管柱上需要安裝扶正器(4)、錨定裝置(5)，提高電纜安全可靠性。
驅(qū)動(dòng)裝置由地面可控電源和井下八相驅(qū)動(dòng)電路兩部分組成，如圖3所示。地面可控電源由三相可控整流全橋、直線電機(jī)動(dòng)子位置顯示器組成；八相驅(qū)動(dòng)電路由動(dòng)子位置檢測(cè)元件、動(dòng)子位置編碼電路、橋式驅(qū)動(dòng)電路、動(dòng)子換向開(kāi)關(guān)等組成。各部分電路具體結(jié)構(gòu)及作用如下三相可控整流器把三相交流電(660vAC)整流成直流電，通過(guò)控制三相可控硅整流器的導(dǎo)通角，控制整流后輸出的直流電壓值(0-1000VDC)。該電壓值加一數(shù)字顯示。
(1)濾波單元三相可控整流器輸出的直流電電壓，進(jìn)入電容濾波單元，把脈動(dòng)的直流電變的平滑一些。經(jīng)過(guò)濾波單元后，通過(guò)兩根電線傳輸?shù)骄鹿┙o井下部分使用。
(2)編碼控制單元利用撥動(dòng)開(kāi)關(guān)和編碼電路，把需要的控制信號(hào)通過(guò)兩根電線傳輸?shù)骄碌淖g碼接收電路。
(3)譯碼顯示電路接收井下編碼電路傳送來(lái)的信號(hào)并編譯成有用的狀態(tài)信號(hào)顯示出來(lái)。
(4)井下編譯碼電路一方面接收地面?zhèn)魉蛠?lái)的信號(hào)并編譯成有用的信號(hào)給電機(jī)控制電路控制電機(jī)的運(yùn)到狀態(tài)；另一方面把井下位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)發(fā)送到地面。
(5)電機(jī)控制電路電機(jī)控制電路是一可逆循環(huán)控制器，依次發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)給電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)電路的各個(gè)觸發(fā)端，根據(jù)位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)送來(lái)的信號(hào)改變循環(huán)方向，根據(jù)地面送來(lái)的信號(hào)改變循環(huán)的快慢。
(6)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)電路電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)電路是一八相橋式驅(qū)動(dòng)電路，每一相的電路見(jiàn)下圖所示，它按照電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路送來(lái)的觸發(fā)信號(hào)，依此通斷各橋臂的功率管，由此控制電機(jī)各繞組電流的通斷及方向。
權(quán)利要求
1.一種雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，它由雙作用泵(7)、直線電機(jī)(8)等組成，其特征在于雙作用泵(7)由固定閥(9)在大泵筒(10)上部，固定閥(9)為球閥，大泵筒(10)內(nèi)有大柱塞(12)，大柱塞(12)內(nèi)有游動(dòng)閥(11)，游動(dòng)閥(11)為球閥，游動(dòng)閥(11)上部形成A腔，大泵筒(10)與小柱塞(14)之間形成B腔，大泵筒(10)外部套有返流管(13)，大泵筒(10)與返流管(13)之間形成環(huán)形的液體C流道，大泵筒(10)底部有液體進(jìn)出孔，通過(guò)液體進(jìn)出孔使C流道與B腔連通，大泵筒(10)下部連接有小泵筒(15)，小泵筒(15)內(nèi)有小柱塞(14)，小柱塞(14)頂部連接在大柱塞(12)的底部，小柱塞(14)為管形，小柱塞(12)中心有通孔，形成液體D流道，小柱塞(14)下端連接空心桿(17)，空心桿(17)下端連接直線電機(jī)動(dòng)子，小泵筒(15)下端連接懸掛短節(jié)(16)，懸掛短節(jié)(16)下端連接直線電機(jī)定子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，其特征在于雙作用往復(fù)泵(7)的大柱塞(12)直徑為38～57mm，小柱塞(14)直徑為28～44mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，其特征在于大柱塞(12)橫截面積是小柱塞(14)橫截面積的1.9～2.15倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，其特征在于空心桿(17)下部連接直線電機(jī)(8)動(dòng)子，直線電機(jī)(8)動(dòng)子由中心管(20)、永磁鐵(21)和固定環(huán)(22)組成，永磁鐵(21)固定在中心管(20)外部，永磁鐵(21)結(jié)構(gòu)是每組由8片磁瓦組成，每組間加有一個(gè)固定環(huán)(22)，動(dòng)子兩端有直線軸承(24)，直線電機(jī)(8)的定子部分由管狀電機(jī)外殼、定子磁鐵芯、定子線圈、內(nèi)襯管組成，內(nèi)襯管(27)外部有線圈(23)和導(dǎo)磁環(huán)(25)，線圈(23)、導(dǎo)磁環(huán)(25)呈筒狀，線圈(23)、導(dǎo)磁環(huán)(25)外部是電機(jī)外殼(26)，密封接頭(18)固定電纜(2)并密封電機(jī)定子內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，其特征在于永磁鐵(21)固定在中心管(20)外部，永磁鐵(21)結(jié)構(gòu)是每組由8片磁瓦組成，每組間加有一個(gè)固定環(huán)(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、或、2或、3或、4或、5所述的一種雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，其特征在于直線電機(jī)(8)與雙作用泵(7)同軸心對(duì)接，直線電機(jī)的動(dòng)子通過(guò)空心桿(17)與雙作用泵的小柱塞(14)相連，電機(jī)外殼(26)上部通過(guò)懸掛短節(jié)(16)與雙作用泵(7)的小泵筒(15)下端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、或、2或、3或、4或、5所述的一種雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，其特征在于當(dāng)雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置安裝于斜井、水平井時(shí)，油管管柱上需要安裝扶正器(4)、錨定裝置(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、或、2或、3或、4或、5所述的一種雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，其特征在于在直線電機(jī)內(nèi)設(shè)置有位置檢測(cè)傳感器，即霍耳開(kāi)關(guān)，利用動(dòng)力線載波發(fā)射接收裝置把霍耳開(kāi)關(guān)檢測(cè)到的位置信號(hào)傳到地面，控制地面控制單元，控制電源改變電流方向及大小，從而控制電機(jī)定子往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)雙作用往復(fù)泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，其特征在于地面控制單元由動(dòng)子位置譯碼器、電壓調(diào)節(jié)器、信號(hào)放大器、振蕩器、輸出緩沖器、動(dòng)子換向開(kāi)關(guān)組成。
全文摘要
一種用于石油開(kāi)采的雙作用往復(fù)泵直線電機(jī)舉升裝置，它由電纜、雙作用泵、直線電機(jī)、油管等組成，直線電機(jī)采用永磁材料制作大推力慢速度圓筒型永磁同步直線電機(jī)，它由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子的主要部件是線圈，轉(zhuǎn)子的主要部件是永久磁鐵。直線電機(jī)的動(dòng)子通過(guò)一空心桿與雙作用往復(fù)泵連接。通過(guò)電纜將電能輸送到直線電機(jī)的定子線圈中，電機(jī)定子形成一行波磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與固定在動(dòng)子上的永久磁鐵相互作用，驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)動(dòng)子運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)雙作用往復(fù)泵往復(fù)運(yùn)動(dòng)。雙作用往復(fù)泵的特點(diǎn)是在上、下沖程都排液，這樣可以提高泵的排量，降低往復(fù)泵的載荷。
文檔編號(hào)E21B43/00GK1746499SQ20051008529
公開(kāi)日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2005年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月26日
發(fā)明者佘梅卿, 查振國(guó), 石步乾, 馮興武, 王新志 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術(shù)研究院