專(zhuān)利名稱(chēng)：工作可逆的數(shù)控高壓屏蔽電機(jī)/泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工作可逆的數(shù)控高壓屏蔽電機(jī)/泵，屬于高壓給水設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于油田注水系統(tǒng)或其他大型設(shè)施、裝置中的給水系統(tǒng)。
現(xiàn)在，油田的注水系統(tǒng)是由若干個(gè)相對(duì)集中的注水站經(jīng)彼此連通的高壓管網(wǎng)和分布在油田各處的配水閘，把高壓水按照各個(gè)油井的規(guī)定要求而分配注入各個(gè)注水井中，與電站、電網(wǎng)及其用戶(hù)的關(guān)系十分相似。但是電網(wǎng)、用戶(hù)所用的交流電壓是有統(tǒng)一規(guī)定的，一致的，而在油田中由于注水井和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的不同，各個(gè)注水井注入水的水壓多是不同的。注水站必須滿(mǎn)足整個(gè)注水系統(tǒng)中最高水壓的需求而選用輸出額定水壓大于等于最高水壓的深井水泵。然后，再用閥門(mén)和節(jié)流器來(lái)控制流到其他各個(gè)注水井的水壓和流量。這樣就白白浪費(fèi)了大量的能量。并且，注水系統(tǒng)的壓力等級(jí)越高，整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備投資額就越大，設(shè)備效率就越低，能源利用效率也越小。總之，整個(gè)注水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性越差！因此，無(wú)論從設(shè)備投資，還是運(yùn)行管理的經(jīng)濟(jì)性考慮，現(xiàn)行油田注水系統(tǒng)都必須改進(jìn)。
本發(fā)明的目的是提供一種不用節(jié)流方法來(lái)控制配水壓力和流量的給水設(shè)備，-數(shù)字控制的工作可逆的高壓屏蔽電機(jī)/泵。
本發(fā)明的外殼體與普通深井水泵相同或相似，其特點(diǎn)是在泵體內(nèi)有同軸安裝的深井水泵部件與稀土永磁電機(jī)部件兩部份組成，水泵轉(zhuǎn)子與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸安裝并連成一個(gè)整體，同時(shí)浸泡在工質(zhì)-水-中，以及屏蔽密封于耐高壓的泵體外殼里。本發(fā)明具有在數(shù)字控制下隨機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)整其工作狀態(tài)的特性，在計(jì)算機(jī)的控制下，若要往井下注入壓力高于管道里水壓的水時(shí)，永磁電機(jī)起電動(dòng)機(jī)作用，帶動(dòng)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，起增壓泵的作用，這時(shí)需要從直流電網(wǎng)饋入能量;而當(dāng)管道里的水壓已經(jīng)高于往井下注入的水壓時(shí)，水泵的轉(zhuǎn)子就起透平工作狀態(tài)的作用。而永磁電機(jī)在透平的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)成為一個(gè)發(fā)電機(jī)，可以往直流電網(wǎng)饋入能量。前者是將供水系統(tǒng)的總水頭提高升為注入水的水頭，后者則是將供水網(wǎng)系統(tǒng)的總水頭與注入水水頭之差值經(jīng)永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)換變成電能而輸入低壓直流電網(wǎng)。由于稀土永磁電機(jī)的特異性能，如因稀土永磁材料的磁能積高，可使其轉(zhuǎn)子的尺寸減小，而徑向尺寸的減小又有利于減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，容易實(shí)時(shí)改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向等，這樣可以比較實(shí)際地接受計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的隨機(jī)控制，或者作為電動(dòng)機(jī)、或者作為發(fā)電機(jī)，在兩種可逆的方式下工作。
注水系統(tǒng)是油田整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)中的主要系統(tǒng)之一，配水裝置則是注水系統(tǒng)的外圍裝備，整個(gè)油田注水系統(tǒng)的耗電量約占油田耗電總量的1/2，并且隨著采油量的增加而注水量增加，耗電量也增加。對(duì)于已經(jīng)開(kāi)發(fā)的油田，用于注水的能量更是逐年增加。采用現(xiàn)行的注水系統(tǒng)節(jié)流式配水方法，系統(tǒng)的水壓必須選定為最高注水頭，而其他低于該水壓的注水井，就白白損耗了大量能量?，F(xiàn)在采用本發(fā)明后，系統(tǒng)的水壓可由計(jì)算機(jī)經(jīng)測(cè)算后選定各注水頭中較低的水壓，有的可以經(jīng)本發(fā)明增加驅(qū)動(dòng)動(dòng)注入，有的則可經(jīng)本發(fā)明輸出功率向電網(wǎng)饋電，使整個(gè)注水系統(tǒng)的能耗大大降低，收到顯著的節(jié)能效果，而且計(jì)算機(jī)將系統(tǒng)各處設(shè)備的傳感信息動(dòng)態(tài)參數(shù)匯總綜合處理后，能計(jì)算出相當(dāng)準(zhǔn)確和合理的工作參數(shù)，通過(guò)信息傳遞系統(tǒng)向這些設(shè)備發(fā)出指令并隨時(shí)反饋控制，這樣使本發(fā)明隨時(shí)工作于最佳狀態(tài)。所以，本發(fā)明是油田機(jī)械裝備信息化的更新?lián)Q代產(chǎn)品，具有良好的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1是稀土永磁高速屏蔽電機(jī)，2是高壓外殼體，3是入口處，4是稀土永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，5是水泵轉(zhuǎn)子-葉輪，6是水泵定子-導(dǎo)葉。圖示表明了水泵轉(zhuǎn)子與稀土電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸安裝并連接成一個(gè)整體，同時(shí)浸泡在工質(zhì)-水-中，和屏蔽密封于耐高壓的泵體外殼里，這里的稀土永磁電機(jī)是一種受數(shù)字信號(hào)控制的稀土永磁轉(zhuǎn)子的無(wú)勵(lì)磁電機(jī)，在其側(cè)壁上裝有檢測(cè)轉(zhuǎn)速的感壓裝置，其轉(zhuǎn)速可以在5000轉(zhuǎn)/分-10000轉(zhuǎn)/分的范圍的內(nèi)任意無(wú)級(jí)調(diào)整。而在進(jìn)水口與出水口處各裝有一個(gè)水壓傳感器，這些傳感裝置都與控制本發(fā)明的計(jì)算機(jī)相連通，構(gòu)成閉環(huán)反饋控制，使裝置在滿(mǎn)足整個(gè)系統(tǒng)配水要求的前提下，在盡可能低的供水壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，以取得最佳運(yùn)行效益！〉
權(quán)利要求
1.一種工作可逆的數(shù)控高壓屏蔽電機(jī)/泵，外殼體與普通深井水泵相同或相似，其特征是泵體內(nèi)由同軸安裝的深井水泵部件與高速屏蔽稀土永磁電機(jī)部件兩部分組成，水泵轉(zhuǎn)子同電機(jī)轉(zhuǎn)子出軸安裝并且連成一個(gè)整體，同時(shí)浸泡在工質(zhì)--水--中，以及屏蔽密封于耐高壓的泵體外殼里。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控高壓屏蔽電機(jī)/泵，其特征是其中的稀土永磁電機(jī)是一種接受數(shù)字信號(hào)控制的稀土永磁轉(zhuǎn)子的無(wú)勵(lì)磁電機(jī)，其轉(zhuǎn)速可以在5000轉(zhuǎn)/分-10000轉(zhuǎn)/分的范圍內(nèi)任意無(wú)級(jí)調(diào)整。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)控高壓屏蔽電機(jī)/泵，其特征是在其進(jìn)水口和出水口處各安裝有一個(gè)水壓傳感器，在永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)壁上裝有檢測(cè)轉(zhuǎn)速的感應(yīng)裝置。
全文摘要
一種工作可逆的數(shù)控高壓屏蔽電機(jī)/泵，是由同軸安裝的深井水泵部件與稀土永磁電機(jī)部件兩部分構(gòu)成的。該設(shè)備充分發(fā)揮稀土永磁電機(jī)的特異性能，或者起增壓泵作用，或者起透平發(fā)電機(jī)作用，在計(jì)算機(jī)為控制中心組成的閉環(huán)反饋式控制數(shù)據(jù)的統(tǒng)一指揮下，可隨機(jī)實(shí)時(shí)改變其工作狀態(tài)的各個(gè)參數(shù)，保證始終處于最佳工作狀態(tài)，是一種更新?lián)Q代式的油田給水設(shè)備信息化產(chǎn)品。
文檔編號(hào)F04D15/00GK1049705SQ8910642
公開(kāi)日1991年3月6日 申請(qǐng)日期1989年8月23日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月23日
發(fā)明者石行, 尤裝 申請(qǐng)人:北京市西城新開(kāi)通用試驗(yàn)廠