專利名稱：大功率潛油直線電機隔膜泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及石油機械技術(shù)領(lǐng)域，確切地說它是一種大功率潛油直
線電機隔膜泵。
技術(shù)背景.
目前'，在石油工業(yè)系統(tǒng)，采油裝置主要有潛油電泵、螺桿泵及柱塞泵 等，使用這些泵釆油各有其優(yōu)缺點，潛油泵排量大，操作管理簡單，但初
期投資高，耗能也高；螺桿泵初期投入少，適應(yīng)性廣泛，但泵的壽命短， 故障率高。目前，采用柱塞泵的普通游梁式抽油機采油仍占主導(dǎo)地位，技 術(shù)成熟、裝置耐用、故障率低，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要地面上的抽油機和上千 米長的抽油桿，系統(tǒng)效率低，特別是耗能較高。
隨著井深和產(chǎn)量的增加，同時隨著油井開釆條件的復(fù)雜化(如高粘、 多砂、多氣、水淹和強腐蝕性等)，有桿抽油設(shè)備的缺點愈來愈明顯，抽油 機的重量增大，抽油桿的事故增加，而抽油泵的排量下降。
為了減輕抽油機的重量,減少抽油桿的事故和免除抽油泵排量下降的 特點，必須徹底改變有桿抽油設(shè)備的工作方式，發(fā)展無桿抽油設(shè)備。無桿抽
油設(shè)備的特點是:取消抽油桿，把電動機移到井下，直接帶動泵抽油。這樣，
就較好地解決抽油桿的偏磨現(xiàn)象，降低抽油設(shè)備的故障率，提高釆油效率。
中國專利號200320129410. 3公開了一種名稱為"圓簡形稀土永磁直線 電動機驅(qū)動的節(jié)能潛油電泵釆油裝置"的實用新型專利，它由柱塞泵和直 線電動機兩部分組成，柱塞泵置于直線電機下端，直線電機是圓簡形同步 稀土永磁直線電機。中國專利號200420040122. 5公開了一種名稱為"一種 電磁驅(qū)動裝置"的實用新型裝置，它將電磁驅(qū)動直線電機殼體釆用注塑密 封，以保證在高溫高壓地下溶液中不腐蝕、不滲漏，機體上部連接出油管， 其直線電機軸桿釆用空心圓管，作為抽油通道，在機體底部和軸桿上下兩 端，裝有單向向上的進、出油閥門。中國專利號200410023948.5公開了一 種名稱為"潛式永磁直線往復(fù)泵"，它的具體結(jié)構(gòu)同上述實用新型的結(jié)構(gòu) 基本相同。即采用一個柱塞泵安裝在電機的下方。
隔膜泵的作用原理相同于單作用柱塞泵，隔膜泵的工作參數(shù)完全取決 于柱塞泵的結(jié)構(gòu)和運動參數(shù)。隔膜是一種隔離元件，隨著柱塞的往復(fù)運動， 由于隔膜和柱塞間工作液的位移使隔膜也產(chǎn)生上下往復(fù)運動。這時，通過 吸入閥和排出閥進行泵的吸入過程和排出過程，將油液沿油管排到地面。
由于隔膜泵的所有元件，除吸入閥和排除閥外，都在干凈的潤滑油中 工作，不和被輸送油液直接接觸，所以隔膜泵能在極其復(fù)雜開采條件的油 井中有效的工作。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種大功率潛油直線電機隔膜泵，它是一種 無桿抽油設(shè)備，具有更高的效率，并且結(jié)構(gòu)簡單，特別是具有顯著的節(jié)能 效果。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，它釆用直線電機技術(shù)與液壓傳動隔膜泵相
結(jié)合。它包括緩沖器5、柱塞泵6、柱塞的彈性復(fù)位裝置7、永磁動子4、永 磁直線電動機定子2和圓柱形殼體3所組成。其特征在于在圓柱形殼體3 內(nèi)的上部裝有隔膜8、隔膜腔分兩條通道，分別裝有吸入球閥9和排除球閥 10，在殼體內(nèi)腔，從隔膜到補償器間充滿具有良好潤滑和絕緣性能的油， 作為柱塞泵的工作液。隔膜8下面依次安裝彈簧復(fù)位裝置7、柱塞泵6、緩沖 器5、永磁直線電動機動子4、永磁直線電動機定子2、彈性補償器l。彈性 補償器是在當(dāng)下泵入井時用來平衡殼體內(nèi)腔油壓和井中周圍介質(zhì)壓力以及 補償溫度變化時油體積的改變。緩沖器和電動機永磁動子等移動零件都裝 在直線軸承上。隔膜泵由油管12下入井中，在油管上固定有電纜ll。
隔膜由固定用的臺階、加固的剛性中心部分和裝有兩個波形片的彈性 工作部分組成。剛性中心部分的振幅、隔膜直徑和波行片的尺寸的確定， 應(yīng)使彈性工作部分所受的張力在泵工作過程最小。隔膜的壽命主要取決于 材料多次歪曲的疲勞強度和彈性工作部分的剛性強度。隔膜泵所能給出的 最大舉升力，主要取決于柱塞泵所配套的潛油永磁直線電機的推力大小。
本實用新型的優(yōu)點是大功率潛油直線電機隔膜泵的結(jié)構(gòu)和作用原理 方面的特點使它非常適宜于復(fù)雜開采條件的中小排量井。在同一高含砂量 和高含水量的油井中工作，有桿抽油設(shè)備的平均修理間隔期短，而采用大 功率潛油直線電機隔膜泵后，平均修理間隔期長，費用低，在使用過程中 泵的排量隨壓力變化小，排量均勻，沒有造成穩(wěn)固的油水乳化液。和有桿 抽油設(shè)備的井下部分相比較，隔膜泵的金屬消耗量和裝機功率可降1-2倍， 同時延長油管的使用壽命。由于大功率潛油直線電機隔膜泵運動位移較短， 潛油機與地面設(shè)備連接可采用兩芯作為動力電纜，這樣可節(jié)省大量的銅材， 降低了使用成本，有利于該設(shè)備的推廣。實驗證實工作500-600天后，隔 膜泵中的柱塞泵和潛油直線電機等的主要零件工作表面只有輕微磨損，仍 保持良好的工作能力。在試驗中沒有出現(xiàn)隔膜報廢現(xiàn)象。
圖ii本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型釆用大功率直線永磁步進電機作為動力系統(tǒng)，是釆用直線 電機技術(shù)與液壓傳動的隔膜泵相結(jié)合的裝置。
本實用新型中的電機和柱塞泵都是外購件，其他元件即可外購又可自 制，彈性補償器可釆用彈簧或耐油橡膠制作。備齊附圖
中的零件后，參照 附圖裝備即可。
將大功率潛油直線電機隔膜泵下到井下后，在柱塞泵吸入行程時，吸 入球閥打開，油進入泵內(nèi)，泵的排出行程時，吸入球閥關(guān)閉，排出球閥打 開，原油從油管排到井上。隔膜泵的排量為15mVd;壓力為20MPa;功率為 5. 5KW;電壓為500V;外廓尺寸；直徑為114mm;重量200KG。以上數(shù)據(jù)應(yīng)根 據(jù)油井的實際情況選擇。
權(quán)利要求1、一種大功率潛油直線電機隔膜泵，它采用直線電機技術(shù)與液壓傳動隔膜泵相結(jié)合，其特征在于它包括緩沖器(5)、柱塞泵(6)、柱塞的彈性復(fù)位裝置(7)、永磁動子(4)、永磁直線電動機定子(2)和圓柱形殼體(3)所組成。其特征在于在圓柱形殼體(3)內(nèi)的上部裝有隔膜(8)、隔膜腔分兩條通道，分別裝有吸入球閥(9)和排除球閥(10)，在殼體內(nèi)腔，從隔膜到補償器間充滿具有良好潤滑和絕緣性能的油，作為柱塞泵的工作液，隔膜(8)下面依次安裝彈簧復(fù)位裝置(7)、柱塞泵(6)、緩沖器(5)、永磁直線電動機動子(4)、永磁直線電動機定子(2)、彈性補償器(1)，緩沖器和電動機永磁動子等移動零件都裝在直線軸承上。
2、 按照權(quán)利要求1所述的大功率潛油直線電機隔膜泵，其特征在于 隔膜由固定用的臺階、加固的剛性中心部分和裝有兩個波形片的彈性工作 部分組成。
3、 按照權(quán)利要求l所述的大功率潛油直線電機隔膜泵，其特征在于 在油管(12)上固定有電纜(11)。
專利摘要本實用新型的目的是提供一種大功率潛油直線電機隔膜泵，它是一種無桿抽油設(shè)備，具有更高的效率，特別是具有顯著的節(jié)能效果。它采用直線電機技術(shù)與液壓傳動隔膜泵相結(jié)合，它包括緩沖器、柱塞泵、柱塞的彈性復(fù)位裝置、永磁動子、永磁直線電動機定子和圓柱形殼體所組成。在圓柱形殼體內(nèi)的上部裝有隔膜、隔膜腔分兩條通道，分別裝有吸入球閥和排除球閥，在殼體內(nèi)腔，從隔膜到補償器間充滿具有良好潤滑和絕緣性能的油，作為柱塞泵的工作液，隔膜下面依次安裝彈簧復(fù)位裝置、柱塞泵、緩沖器、永磁直線電動機動子、永磁直線電動機定子、彈性補償器。本實用新型適宜于應(yīng)用在復(fù)雜開采條件下的中小排量井。
文檔編號E21B43/00GK201007271SQ200720010060
公開日2008年1月16日 申請日期2007年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月10日
發(fā)明者王子貴 申請人:王子貴