專利名稱：一種圓筒型潛油直線電機(jī)及潛油式直線抽油機(jī)的制作方法
一種圓筒型潛油直線電機(jī)及潛油式直線抽油機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)，尤其涉及電機(jī)中的一種大推力、高矯頑力、強(qiáng)磁場(chǎng)的圓筒型潛油 直線電機(jī)及潛油式直線抽油機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)油田大多數(shù)已進(jìn)入中后期開(kāi)發(fā)階段，隨著原油含水率的不斷上升，油層 壓力和油井動(dòng)液面的逐漸下降，為了保持原油穩(wěn)產(chǎn)，必須增加采液量，采油成本也相應(yīng)提 高。而增大采液量則要求采油設(shè)備不僅要能滿足“深抽、大排量”提液的工藝要求，而且要 能耗低、可靠性高，即需要選用高效節(jié)能的抽油機(jī)。但是，油田大量在用的抽油機(jī)的主流品 種仍然是常規(guī)抽油機(jī)和偏置抽油機(jī)，而目前的采油系統(tǒng)，效率較低。直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)潛油式抽 油機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，不但簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程，也有效地提高 了效率，抽汲參數(shù)可無(wú)級(jí)調(diào)整，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及滿足采油工藝要求提供了條件，是一種很 有發(fā)展前途的新型抽油機(jī)。目前的圓筒型潛油直線電機(jī)由于受油井尺寸的限制，推力也相應(yīng)受到了限制，導(dǎo) 致其推力較小。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中圓筒型潛油直線電機(jī)推力較小的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種大 推力、強(qiáng)磁場(chǎng)的圓筒型潛油直線電機(jī)及潛油式直線抽油機(jī)。本發(fā)明提供了一種圓筒型潛油直線電機(jī)，包括定子和設(shè)置在所述定子內(nèi)作直線運(yùn) 動(dòng)的動(dòng)子，所述動(dòng)子包括軸向充磁的第一磁鐵和輻向充磁的第二磁鐵，所述第一磁鐵和第 二磁鐵沿所述動(dòng)子的軸向交替布置。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，相鄰的第一磁鐵的充磁方向相反，相鄰的第二磁鐵的 充磁方向相反。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述動(dòng)子還包括安裝箍套，所述第二磁鐵包括若干個(gè) 圍成環(huán)狀的弧形磁鐵，所述第二磁鐵套設(shè)在所述安裝箍套內(nèi)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一磁鐵為釤鈷磁性材料，所述第二磁鐵為釤鈷 磁性材料。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述動(dòng)子還包括磁鐵保護(hù)外套管，所述第一磁鐵套設(shè) 在所述磁鐵保護(hù)外套管內(nèi)，所述第二磁鐵套設(shè)在所述磁鐵保護(hù)外套管內(nèi)，所述磁鐵保護(hù)外 套管為耐腐蝕的非導(dǎo)磁金屬材料制成。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述動(dòng)子還包括動(dòng)子內(nèi)管，所述第一磁鐵套設(shè)在所述 動(dòng)子內(nèi)管外，所述第二磁鐵套設(shè)在所述動(dòng)子內(nèi)管外，所述動(dòng)子內(nèi)管為耐腐蝕的非導(dǎo)磁金屬 材料制成。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述動(dòng)子的長(zhǎng)度小于所述定子的長(zhǎng)度。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述定子包括定子內(nèi)管、定子外管和設(shè)置在所述定子內(nèi)管、定子外管之間的線圈，所述線圈沿所述定子的軸向布置，相鄰的線圈之間設(shè)有硅鋼 片。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述線圈為環(huán)氧樹(shù)脂灌封且包裹絕緣紙本發(fā)明還提供了一種潛油式直線抽油機(jī)，包括抽油泵，所述抽油泵設(shè)有柱塞，還包 括上述任一項(xiàng)所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，所述動(dòng)子與所述柱塞連接。
本發(fā)明的有益效果是通過(guò)上述方案，增強(qiáng)了圓筒型潛油直線電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)，提 高了推力。

圖1是本發(fā)明一種圓筒型潛油直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所述圓筒型潛油直線電機(jī)的剖面示意圖；圖3是本發(fā)明所述圓筒型潛油直線電機(jī)的動(dòng)子的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明所述圓筒型潛油直線電機(jī)的動(dòng)子中的第二磁鐵向外輻向沖磁的結(jié) 構(gòu)示意圖；圖5是是本發(fā)明所述圓筒型潛油直線電機(jī)的動(dòng)子中的第二磁鐵向內(nèi)輻向沖磁的 結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合

及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1至圖5中的附圖標(biāo)號(hào)為1定子；線圈11 ；硅鋼片12 ；定子外管13 ；定子內(nèi)管 14 ；動(dòng)子2 ；第一磁鐵21 ；第二磁鐵22 ；弧形磁鐵221 ；磁鐵保護(hù)外套管23 ；動(dòng)子內(nèi)管24 ；安 裝箍套25。如圖1至圖5所示，其中，圖3至圖5中的箭頭為充磁方向，一種圓筒型潛油直線 電機(jī)，包括定子1和設(shè)置在所述定子1內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子2，所述定子1與所述動(dòng)子2同 軸安裝，所述動(dòng)子2包括軸向充磁的第一磁鐵21和輻向充磁的第二磁鐵22，輻向充磁一一 顧名思義，輻向充磁即充磁磁場(chǎng)從圓心向四周輻射，所述第一磁鐵21和第二磁鐵22沿所述 動(dòng)子2的軸向交替布置，即在軸向上依次為第一磁鐵21、第二磁鐵22、第一磁鐵21、第二磁
鐵22......，如此交替布置，其中，所述第一磁鐵21和第二磁鐵22的表面均經(jīng)過(guò)抗腐蝕處
理，可提高第一磁鐵21和第二磁鐵22的防腐蝕能力。如圖3所示，相鄰的第一磁鐵21的充磁方向相反，相鄰的第二磁鐵22的充磁方向 相反，即設(shè)置在第二磁鐵22上下方的二個(gè)第一磁鐵21，其中一個(gè)第一磁鐵21的充磁方向?yàn)?軸向向上，另一個(gè)第一磁鐵21的充磁方向則為軸向向下；設(shè)置在第一磁鐵21上下方的二個(gè) 第二磁鐵22，其中一個(gè)第二磁鐵22的充磁方向?yàn)檩椣蛳蛲?，另一個(gè)第二磁鐵22的充磁方向 則為輻向向內(nèi)。如圖3至圖5所示，所述動(dòng)子2還包括安裝箍套25，所述第二磁鐵22包括若干個(gè) 圍成環(huán)狀的弧形磁鐵221，所述第二磁鐵22套設(shè)在所述安裝箍套25內(nèi)，即上述若干個(gè)弧形 磁鐵221被所述安裝箍套25所箍圈，所述動(dòng)子2中的輻向充磁的第二磁鐵22利用現(xiàn)有技 術(shù)很難做成一個(gè)整圓環(huán)，因此采用若干個(gè)瓦片狀的弧形磁鐵221拼接成一個(gè)圓環(huán)，相鄰的 弧形磁鐵221之間的接觸面使用膠水粘接，考慮到相鄰的弧形磁鐵221之間是排斥的力，比較容易散開(kāi)，因此在弧形磁鐵221拼接成的圓環(huán)外套加一層安裝箍套225將多個(gè)弧形磁鐵 221固定，以構(gòu)成第二磁鐵22，可增加圓筒型潛油直線電機(jī)的可靠性。如圖1至圖5所示，通過(guò)采用上述第一磁鐵21和第二磁鐵22的排列方式，可以有 效提高氣隙磁場(chǎng)，從而增大圓筒型潛油直線電機(jī)的推力，但是此種磁鐵排列方式對(duì)溫度很 敏感，高溫中退磁很快，嚴(yán)重影響圓筒型潛油直線電機(jī)性能，而將圓筒型潛油直線電機(jī)應(yīng)用 在油井中，環(huán)境溫度很高，因此，所述第一磁鐵21采用耐溫性很好的釤鈷磁性材料，所述第 二磁鐵22采用耐溫性很好的釤鈷磁性材料，可有效避免高溫退磁現(xiàn)象，可提高圓筒型潛油 直線電機(jī)的耐溫性和可靠性。如圖2至圖5所示，所述動(dòng)子2還包括磁鐵保護(hù)外套管23，所述磁鐵保護(hù)外套管 23相當(dāng)于動(dòng)子外管，所述第一磁鐵21套設(shè)在所述磁鐵保護(hù)外套管23內(nèi)，所述第二磁鐵22 套設(shè)在所述磁鐵保護(hù)外套管23內(nèi)，所述磁鐵保護(hù)外套管23為耐腐蝕、耐磨損的非導(dǎo)磁金屬 材料制成，在安裝時(shí)，由所述磁鐵保護(hù)外套管23來(lái)保證動(dòng)子2與定子1同軸安裝。如圖2至圖5所示，所述動(dòng)子2還包括動(dòng)子內(nèi)管24，所述第一磁鐵21套設(shè)在所述 動(dòng)子內(nèi)管24外，所述第二磁鐵22套設(shè)在所述動(dòng)子內(nèi)管24外，所述動(dòng)子內(nèi)管24為耐腐蝕的 非導(dǎo)磁金屬材料制成，即所述第一磁鐵21、第二磁鐵22是設(shè)置在所述動(dòng)子內(nèi)管24和磁鐵保 護(hù)外套管23之間。如圖1所示，由于釤鈷磁性材料的成本較高，為降低成本，減少對(duì)釤鈷磁性材料的 使用，本發(fā)明采用短動(dòng)子、長(zhǎng)定子的電機(jī)結(jié)構(gòu)，即所述動(dòng)子2的長(zhǎng)度小于所述定子1的長(zhǎng)度。如圖1和圖2所示，所述定子1包括定子內(nèi)管14、定子外管13和設(shè)置在所述定子 內(nèi)管14、定子外管13之間的線圈11，所述線圈11有多個(gè)并沿所述定子1的軸向布置，相鄰 的線圈11之間設(shè)有硅鋼片12。如圖1和圖2所示，所述定子外管13采用導(dǎo)磁性良好的金屬材料制成，所述定子 內(nèi)管14采用不導(dǎo)磁的耐磨金屬材料制成，所述線圈11為環(huán)氧樹(shù)脂灌封且包裹絕緣紙。本發(fā)明所提供的一種圓筒型潛油直線電機(jī)，通過(guò)特殊排列的第一磁鐵21和第二 磁鐵22，以及磁鐵保護(hù)外套管23，可以增強(qiáng)圓筒型潛油直線電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)，由此獲得較 大的推力，并且可以保證圓筒型潛油直線電機(jī)在高溫惡劣的油田環(huán)境中的大推力及可靠 性，延長(zhǎng)使用壽命，提高油田產(chǎn)液量，大大改善油井的生產(chǎn)狀況。如圖1所示，本發(fā)明還提供了一種潛油式直線抽油機(jī)，包括抽油泵，所述抽油泵設(shè) 有柱塞3，還包括上述任一項(xiàng)所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，所述動(dòng)子與所述柱塞3連接，當(dāng) 定子1中的線圈通入電流時(shí)，所述動(dòng)子2在定子1產(chǎn)生的行波磁場(chǎng)內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，油井 中的抽油泵與電機(jī)的動(dòng)子2相連，電機(jī)的動(dòng)子2帶動(dòng)抽油泵的柱塞3做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到抽油 的目的。當(dāng)此大圓筒型潛油直線電機(jī)運(yùn)行時(shí)，動(dòng)子2產(chǎn)生的大推力直接驅(qū)動(dòng)抽油泵的柱塞 3做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抽油的功能，簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程，也有效地提高了效率，抽汲參數(shù)可無(wú) 級(jí)調(diào)整，大大提高油田的產(chǎn)油量。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種圓筒型潛油直線電機(jī)，其特征在于包括定子(1)和設(shè)置在所述定子(1)內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子(2)，所述動(dòng)子(2)包括軸向充磁的第一磁鐵(21)和輻向充磁的第二磁鐵(22)，所述第一磁鐵(21)和第二磁鐵(22)沿所述動(dòng)子(2)的軸向交替布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，其特征在于相鄰的第一磁鐵(21)的 充磁方向相反，相鄰的第二磁鐵(22)的充磁方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，其特征在于所述動(dòng)子(2)還包括安 裝箍套(25)，所述第二磁鐵(22)包括若干個(gè)圍成環(huán)狀的弧形磁鐵(221)，所述第二磁鐵 (22)套設(shè)在所述安裝箍套(25)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，其特征在于所述第一磁 鐵(21)為釤鈷磁性材料，所述第二磁鐵(22)為釤鈷磁性材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，其特征在于所述動(dòng)子(2) 還包括磁鐵保護(hù)外套管(23)，所述第一磁鐵(21)套設(shè)在所述磁鐵保護(hù)外套管(23)內(nèi)，所述 第二磁鐵(22)套設(shè)在所述磁鐵保護(hù)外套管(23)內(nèi)，所述磁鐵保護(hù)外套管(23)為耐腐蝕的 非導(dǎo)磁金屬材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，其特征在于所述動(dòng)子 (2)還包括動(dòng)子內(nèi)管(24)，所述第一磁鐵(21)套設(shè)在所述動(dòng)子內(nèi)管(24)外，所述第二磁鐵 (22)套設(shè)在所述動(dòng)子內(nèi)管(24)外，所述動(dòng)子內(nèi)管(24)為耐腐蝕的非導(dǎo)磁金屬材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，其特征在于所述動(dòng)子(2)的長(zhǎng)度小 于所述定子(1)的長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，其特征在于所述定子(1)包括定子 內(nèi)管(14)、定子外管(13)和設(shè)置在所述定子內(nèi)管(14)、定子外管(13)之間的線圈(11)，所 述線圈(11)沿所述定子⑴的軸向布置，相鄰的線圈(11)之間設(shè)有硅鋼片(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，其特征在于所述線圈(11)為環(huán)氧樹(shù) 脂灌封且包裹絕緣紙。
10.一種潛油式直線抽油機(jī)，包括抽油泵，所述抽油泵設(shè)有柱塞(3)，其特征在于還包 括權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的圓筒型潛油直線電機(jī)，所述動(dòng)子(2)與所述柱塞(3)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及電機(jī)，尤其涉及電機(jī)中的一種大推力、高矯頑力、強(qiáng)磁場(chǎng)的圓筒型潛油直線電機(jī)及潛油式直線抽油機(jī)。本發(fā)明提供了一種圓筒型潛油直線電機(jī)，包括定子和設(shè)置在所述定子內(nèi)作直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子，所述動(dòng)子包括軸向充磁的第一磁鐵和輻向充磁的第二磁鐵，所述第一磁鐵和第二磁鐵沿所述動(dòng)子的軸向交替布置。本發(fā)明還提供了一種潛油式直線抽油機(jī)，包括抽油泵，所述抽油泵設(shè)有柱塞，還包括上述的圓筒型潛油直線電機(jī)，所述動(dòng)子與所述柱塞連接。本發(fā)明的有益效果是增強(qiáng)了圓筒型潛油直線電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)，提高了推力。
文檔編號(hào)E21B43/00GK101969260SQ20101026927
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者劉元江, 曹卉, 高云峰 申請(qǐng)人:深圳市大族激光科技股份有限公司;深圳市大族電機(jī)科技有限公司