[發(fā)明專利]基于超低速多轉(zhuǎn)子永磁潛油電機的潛油螺桿泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111167733.0
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113612348B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙立海;錢加強
• 申請（專利權(quán)）人: 東營市豐潤通科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H02K7/14
• 分類號: H02K7/14;H02K7/00;H02K1/17;H02K1/16;F04C15/00;F04C11/00
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供基于超低速多轉(zhuǎn)子永磁潛油電機的潛油螺桿泵，涉及油井機械采油設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。該潛油螺桿泵，包括永磁潛油電機、保護(hù)器接頭和轉(zhuǎn)換接頭，所述花鍵軸的一端設(shè)置有主軸，所述花鍵軸的外側(cè)固定連接有凸臺，所述連接頭的內(nèi)側(cè)設(shè)置有安裝槽，所述安裝槽的中部側(cè)壁和上下兩側(cè)壁內(nèi)均設(shè)置有滾珠，所述滾珠的外側(cè)連接在凸臺的外側(cè)，永磁潛油電機包括電機接頭組件、電機轉(zhuǎn)子、扶正軸承和電機定子，永磁體一共有22極，具有扇形開口槽，井下傳感器連接有變頻器，推力盤的一端設(shè)置有推力軸承，減少扶正軸承的載荷，系統(tǒng)無需使用減速機，提高了系統(tǒng)的可靠性，具有更高的起動轉(zhuǎn)矩，降低系統(tǒng)電流和機組發(fā)熱量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油井機械采油設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于超低速多轉(zhuǎn)子永磁潛油電機的潛油螺桿泵。

背景技術(shù)

現(xiàn)國內(nèi)外采用的采油設(shè)備主要包括有桿和無桿采油設(shè)備兩大類，有桿采油設(shè)備普遍存在以下問題：（1）能源利用效率低，有桿抽油系統(tǒng)平均效率不足20%，采油系統(tǒng)是油田最大的生產(chǎn)用電系統(tǒng)，其年耗電量約占油田總用電量的56％，在油田生產(chǎn)成本中約有三分之一為電能消耗，而采油設(shè)備消耗的電能約占采油總電能消耗的30%左右，存在巨大的能源浪費；（2）石油采收率低，對于高含水井、稠油井，現(xiàn)在的地面驅(qū)動抽油機因運行成本高，無法進(jìn)行常規(guī)開采，造成石油資源的大量浪費；（3）體積笨重，占地面積大，工作噪音大，有些采油設(shè)備位于市內(nèi)居民區(qū)，造成土地浪費、噪音影響居民的工作和生活；（4）不能適合斜井、水平井等。無桿采油設(shè)備在能源利用效率上具有明顯的優(yōu)勢，與最常用有桿采油設(shè)備——游梁式抽油機相比，直驅(qū)潛油螺桿泵無桿采油設(shè)備可節(jié)電70%，直驅(qū)潛油螺桿泵無桿采油設(shè)備有如此高的能源利用效率，被國際上公認(rèn)為是最有前途的采油設(shè)備。但由于其技術(shù)上存在的巨大問題（在電動機和螺桿泵之間必須采用減速器進(jìn)行降速，減速器的輸出扭矩經(jīng)常達(dá)到600Nm，目前現(xiàn)有的減速器在泵體直徑只有100毫米空間里都無法長期可靠工作），直驅(qū)潛油螺桿泵無桿采油設(shè)備至今沒有得到推廣應(yīng)用。據(jù)相關(guān)資料記載，美國Centrilift-Hughes公司于2002年開始設(shè)計生產(chǎn)ESPCP系統(tǒng)，潛油電機與專用的9:1齒輪減速器配套適用，推力軸承采用氧化鋯陶瓷。美國雷達(dá)公司2004年與加拿大一家公司合作研發(fā)潛油螺桿泵采油系統(tǒng)，也是采用減速機結(jié)構(gòu)，減速比為16：1和4:1。其他國家如俄羅斯、加拿大也有業(yè)內(nèi)知名公司研制了減速機結(jié)構(gòu)的潛油螺桿泵，受國內(nèi)材料等限制，我國的減速機結(jié)構(gòu)潛油螺桿泵雖有多個廠家研究，但使用效果并不好。

現(xiàn)有技術(shù)存在的問題：在電動機和螺桿泵之間必須采用減速器進(jìn)行降速，目前現(xiàn)有的減速器在泵體內(nèi)都無法長期可靠工作，導(dǎo)致直驅(qū)潛油螺桿泵無桿采油設(shè)備至今沒有得到推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于超低速多轉(zhuǎn)子永磁潛油電機的潛油螺桿泵，解決了目前現(xiàn)有的減速器在泵體內(nèi)都無法長期可靠工作，導(dǎo)致直驅(qū)潛油螺桿泵無桿采油設(shè)備實用性不強的問題。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：基于超低速多轉(zhuǎn)子永磁潛油電機的潛油螺桿泵，包括永磁潛油電機、保護(hù)器接頭和轉(zhuǎn)換接頭，所述保護(hù)器接頭的一端通過連接頭固定連接在轉(zhuǎn)換接頭的一端，所述轉(zhuǎn)換接頭的內(nèi)部設(shè)置有柔性軸，所述柔性軸的一端固定連接有花鍵軸，所述花鍵軸的一端設(shè)置有主軸，所述花鍵軸的外側(cè)固定連接有凸臺，所述連接頭的內(nèi)側(cè)設(shè)置有安裝槽，所述安裝槽的中部側(cè)壁和上下兩側(cè)壁內(nèi)均設(shè)置有滾珠，所述滾珠的外側(cè)連接在凸臺的外側(cè)，所述主軸的一端連接在永磁潛油電機的輸出端。

優(yōu)選的，所述永磁潛油電機包括電機接頭組件、電機轉(zhuǎn)子、扶正軸承和電機定子，所述電機接頭組件的一端固定連接在電機定子的一端，所述電機接頭組件的另一端固定連接有護(hù)蓋，所述護(hù)蓋的一側(cè)固定連接在保護(hù)器接頭的另一端，所述電機接頭組件的一端內(nèi)側(cè)設(shè)置有半環(huán)，所述半環(huán)的一端固定連接有推力盤，所述推力盤的一端設(shè)置有推力軸承，所述推力軸承的一端固定連接在電機接頭組件的一端內(nèi)，所述電機定子的內(nèi)側(cè)通過扶正軸承連接在電機轉(zhuǎn)子的外側(cè)，所述主軸的一端通過聯(lián)軸器連接有電機轉(zhuǎn)子。

優(yōu)選的，所述主軸、花鍵軸和電機轉(zhuǎn)子均為空心軸并且上下貫通，所述電機轉(zhuǎn)子的外側(cè)依次貫穿護(hù)蓋、推力軸承、護(hù)套、扶正軸承和導(dǎo)軸承，所述扶正軸承內(nèi)設(shè)置有徑向孔。