[發(fā)明專利]一種高功質(zhì)比潛油螺桿泵直驅(qū)永磁同步電動(dòng)機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410735459.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN104539067A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林琪;米炫;郜星原
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北西浦電機(jī)科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02K1/16
• 分類號(hào): H02K1/16;H02K1/27;H02K5/16;H02K21/02
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西;胡紅林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁同步電動(dòng)機(jī)，具體指一種高功質(zhì)比潛油螺桿泵直驅(qū)永磁同步電動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

油田最常用的采油設(shè)備是舉升抽油機(jī)，也就是人們常說的“磕頭機(jī)”。它雖然應(yīng)用廣，使用時(shí)間長(zhǎng)，但一次性投資多、耗能高、維護(hù)工作量大，而且這種采油設(shè)備只適用于井況較好的淺井。隨著油氣資源的不斷消耗，油井的開發(fā)難度不斷增加，例如深井和斜井，高含砂量、高油氣比的稠油井，高含水期甚至特高含水期的油井等。如果使用螺桿泵采油系統(tǒng)則可以在千米左右的深井使用，它用抽油桿與千米以下的井下螺桿泵相連并傳遞扭矩，使螺桿泵動(dòng)作抽吸井下油氣水流體。但是由于螺桿泵多結(jié)點(diǎn)傳動(dòng)的特殊結(jié)構(gòu)，以及頻繁的維護(hù)周期，使得其制造和維修的成本偏高。上述兩種設(shè)備都是將驅(qū)動(dòng)電機(jī)置于地面，使得它們的應(yīng)用受到很大的限制。

針對(duì)上述各種復(fù)雜井況，有人將泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)一起置于井下，通常有多級(jí)潛油電泵和潛油螺桿泵兩類，其中，潛油電泵適用于出油量較大的油井，而潛油螺桿泵則更適用于小流量井況，例如上述斜井和各種復(fù)雜的井況。

螺桿泵取消了抽油桿，解決了耗費(fèi)功率、桿、管偏磨和抽油桿斷脫等問題，但它的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低，起動(dòng)扭矩大，為了保證螺桿泵能正常工作，井下的電機(jī)必須通過減速器帶動(dòng)螺桿泵轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，因其傳動(dòng)鏈較長(zhǎng)，減速器體積受限，其使用范圍仍然受到很大制約，同時(shí)當(dāng)承受的扭矩較大時(shí)，減速器很容易出現(xiàn)故障，影響整機(jī)使用壽命。

伴隨著斜井、高含砂井、高含氣井、稠油井逐漸增多，以及地面環(huán)境的改變，為此需要研制開發(fā)一種能更好適應(yīng)特殊油藏(高含沙、高含氣、稠油井、斜井)的滿足深井提液開采的新型采油裝備，于是，潛油直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

潛油直驅(qū)螺桿泵采油系統(tǒng)在潛油螺桿泵的基礎(chǔ)上，去掉減速裝置，采用專用永磁同步電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)螺桿泵工作，該系統(tǒng)從根本上排除了地面驅(qū)動(dòng)螺桿泵、抽油機(jī)井在原油開采中的抽油桿斷脫問題，也解決了前述潛油螺桿泵因結(jié)構(gòu)復(fù)雜而在深井、斜井、復(fù)雜井況中使用受到限制的問題，它沒有閥體和復(fù)雜流道，水力損失少，介質(zhì)連續(xù)吸入和排出，不易砂卡，也不易產(chǎn)生氣鎖，因此泵傳送液體的種類范圍較寬，包括高粘度、高含蠟、含砂、含氣原油，能耗低，具有推廣價(jià)值。

公開號(hào)為CN101969256的中國專利公開了一種潛油泵直驅(qū)永磁同步電機(jī)，該電機(jī)將多個(gè)永磁同步電機(jī)單元在機(jī)械結(jié)構(gòu)和電路上串聯(lián)起來，根據(jù)油井口徑不同設(shè)計(jì)成細(xì)長(zhǎng)形狀的電機(jī)組合。該技術(shù)較原有潛油螺桿泵技術(shù)有了很大改進(jìn)，但由于該技術(shù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)限制，其長(zhǎng)度仍然較長(zhǎng)，功質(zhì)比(功率質(zhì)量比)仍然不高，據(jù)該專利文獻(xiàn)介紹，電機(jī)長(zhǎng)度在2～12m范圍內(nèi)，在使用、維修等方面仍然受到一定限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種高功質(zhì)比潛油螺桿泵直驅(qū)永磁同步電動(dòng)機(jī)，本永磁同步電機(jī)中的定子鐵心為直槽整體結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)高功質(zhì)比。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是一種高功質(zhì)比潛油螺桿泵直驅(qū)永磁同步電動(dòng)機(jī)，包括電機(jī)外殼，所述電機(jī)外殼內(nèi)設(shè)有帶電機(jī)軸的轉(zhuǎn)子和定子鐵心，定子鐵心中設(shè)置有定子繞組，轉(zhuǎn)子上分布有永磁體，該永磁同步電動(dòng)機(jī)還包括扶正軸承，所述扶正軸承包括內(nèi)圈和外圈；所述轉(zhuǎn)子沿電機(jī)軸軸向分為多段，每段分別連接于電機(jī)軸8上，所述扶正軸承的內(nèi)圈設(shè)于相鄰的兩段轉(zhuǎn)子之間；所述定子鐵心為直槽整體結(jié)構(gòu)，且定子鐵心上與在扶正軸承外圈對(duì)應(yīng)處設(shè)有非導(dǎo)磁材料制成的隔磁段，所述扶正軸承的外圓嵌于所述隔磁段的內(nèi)圓。

在上述技術(shù)方案中，所述扶正軸承的內(nèi)外圈在200℃內(nèi)熱脹后彼此不接觸。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、高功質(zhì)比，與現(xiàn)有細(xì)長(zhǎng)形狀的潛油電機(jī)技術(shù)方案中將多個(gè)電機(jī)單元采用機(jī)械結(jié)構(gòu)和電路上串聯(lián)的結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明定子鐵心采用直槽整體結(jié)構(gòu)，從而提高了電動(dòng)機(jī)的功質(zhì)比，本發(fā)明電機(jī)的長(zhǎng)度可以控制在1～4m范圍內(nèi)，在同功率同轉(zhuǎn)速條件下，功質(zhì)比較現(xiàn)有同類電機(jī)高出2～3倍。

2、由于電機(jī)長(zhǎng)度短，使用靈活，特別適用于斜井和更復(fù)雜的水平井井況。

3、由于結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，耗材少，成本低，使用中設(shè)備故障率低，維修方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明高功質(zhì)比低速潛油螺桿泵直驅(qū)永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為扶正軸承的放大示意圖。

圖中，1-電機(jī)頭，2-外殼，3-電機(jī)繞組，4-隔磁段，5-定子鐵心，6-轉(zhuǎn)子，7-扶正軸承，8-電機(jī)軸，9-電機(jī)底座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。