[發明專利]一種基于磁制冷技術的采油電機

有效

• 申請號: 201710731435.7
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107302285B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 鮑鵬升
• 申請（專利權）人: 廣州市鑫德馬克電機有限公司
• 主分類號: H02K9/00
• 分類號: H02K9/00;H02K9/08
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 陳益思;李迪

本發明提供一種基于磁制冷技術的采油電機，屬于石油機械技術領域。石油開采時，安裝在熱管之間的永磁體將熱管中的磁流體磁化，使得磁流體中的金屬顆粒按照永磁體磁力線的方向分化成N極和S極，此時通過驅動器為勵磁線圈通以三相的交變電流，使得勵磁線圈感應出按照正弦曲線變化的交變磁場，在此磁場的作用下，熱管中的磁流體開始流動，當磁流體進入磁場時向外界放出熱量，當磁流體周圍磁場消失時，磁流體從外界吸收熱量，同時在直線電機的密封腔體內設計了自力式的氣泵，電機在運行的過程中能夠帶動氣泵進行往復的活塞運動，使得電機的工作腔體和冷室能夠充分的進行熱量的對流，保證了電機能夠持續穩定的帶動抽油桿完成石油開采作業。

技術領域

本發明涉及石油機械技術領域，具體地說是一種基于磁制冷技術的采油電機。

背景技術

隨著我國石油工業的不斷發展，采油設備一直處于不斷的更新換代過程中，傳統的采油設備主要包括采油機、抽油泵裝置，整套設備由地面、井下和控制部分組成，傳統的機械采油機普遍采用旋轉電機作為動力，通過曲柄滑塊機構將電機的旋轉運動變為采油桿的垂直往復運動，由于傳動鏈較長，在運行的過程中能量損耗嚴重，電機功率因數較低，加之驅動幾噸重的抽油桿，桿的變形會非常的嚴重，甚至會發生抽油桿被磨斷或者抽油筒磨破的現象。同時，由于電機多至于幾百至幾千米的地下，地殼溫度每下降1000米要比地面高十幾度，這樣會大大的加重電機的熱負荷，對于電機的選材好工藝提出更高的要求，而且，隨著電機下潛深度的增加，電機所要承受的油壓也會增加，這又對電機的密封性提出了更高的要求。

發明內容

本發明的技術任務是解決現有技術的不足，提供一種基于磁制冷技術的采油電機。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本設計的核心思想是，設計一種基于磁制冷技術的采油電機，通過磁流體制冷技術為埋藏在地下的直線電機制冷。而所謂磁流體制冷，即指借助磁致冷材料(磁工質)的磁熱效應，在等溫磁化時向外界排放熱量，退磁時從外界吸取熱量，從而達到制冷目的。其磁制冷工作原理為：磁性物質（磁工質）是由具有磁矩的原子或離子組成的結晶體，自身有一定的熱運動或熱振動。在沒有外加磁場時，磁工質內部磁矩的取向是隨意的，此時磁熵較大。當等溫磁化時，磁矩將沿外磁場方向排列，使磁熵降低，此時磁工質向外界排出熱量；絕熱去磁時，由于磁性原子或離子的熱運動，磁工質內部的磁矩又趨于無序狀態，磁熵增加，此時磁工質從外界吸熱，實現制冷的目的。

一種基于磁制冷技術的采油電機，包括底座，底座的背面有凹槽，凹槽內有第一冷管、第二冷管、第三冷管、第四冷管和第五冷管，第一冷管、第二冷管、第三冷管、第四冷管和第五冷管為圓管，通過半圓形卡箍安裝在凹槽內，第一冷管、第二冷管、第三冷管、第四冷管和第五冷管一端合并成熱流管，另一端合并成冷流管，熱流管和冷流管分別于外機聯通；熱流管和冷流管內有磁流體；磁流體是利用反向共沉淀法制備出水基的納米級GdO2，底座背面凹槽有第一熱氣口和第二熱氣口，第一熱氣口和第二熱氣口與底座上部的傳動室聯通。

優選的，熱流管和冷流管采用金屬管路，兩根管路分別從電機兩端的驅動端蓋輸出，管路上包覆絕熱棉。

外機由上之下分別安裝線圈鐵芯、熱管和散熱風扇，線圈鐵芯安裝在鐵芯底座上，線圈鐵芯先采用硅鋼片沖壓成型，再通過焊接的方式疊片成鐵芯，鐵芯上纏繞勵磁線圈，勵磁線圈采用漆包線繞制，線圈通三相電，外機還包括第一熱管，第二熱管，第三熱管，第四熱管和第五熱管，第一熱管，第二熱管，第三熱管，第四熱管和第五熱管為矩形管，每一根熱管的兩側分別有磁石N和磁石S極，熱管兩端分別連接熱流管和冷流管。

優選的，第一熱管，第二熱管，第三熱管，第四熱管和第五熱管的上表面與勵磁線圈下表面的距離為0.8-1mm。