一种电动潜油螺杆泵机组及其减速器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电动潜油螺杆泵机组及其减速器。减速器包括筒形的外壳，外壳内部同心转动设置有相互同心嵌套的外转子和内转子，所述内转子与外转子之间、外转子和外壳之间均具有气隙，所述外壳包括设置在其内壁上沿周向间隔布置的若干个壳永磁体，所述内转子还包括在其外周面上沿周向间隔布置的若干个内永磁体，壳永磁体的数量大于内永磁体的数量，相邻的两个壳永磁体和相邻的两个内永磁体均为异极安装，所述外转子上具有若干个沿其周向间隔设置的导磁材料。相比于现有的磁齿轮，其结构更加简单，而且减少原有的之间调磁环的设置，能够使整体的直径大幅度的减小，满足螺杆泵的使用要求。

An Electric Submersible Screw Pump Unit and Its Reducer

【技术实现步骤摘要】
一种电动潜油螺杆泵机组及其减速器
本技术涉及一种电动潜油螺杆泵机组及其减速器。
技术介绍
随着油田开发的逐步深入、高粘度、高含砂量、高油气比的原油开采中，螺杆泵以其自身独特的优势逐步推广应用。但地面驱动的螺杆泵常出现抽油杆接箍松脱和螺纹破坏以及杆管偏磨等问题。而电动潜油螺杆泵采用系统因无需抽油杆，可以应用小尺寸套管、节能、不发生气锁等诸多有点越来越受到油田的青睐。现有的电动潜油螺杆泵通常采用常规潜油电机配套行星齿轮减速机构的驱动方案，但是由于行星齿轮减速器的承载能力差，故其在使用中存在效率低、可靠性差的问题。而在授权公告号为CN207166345U的中国技术专利文件中公开了一种泵用调速磁齿轮。该磁齿轮包括内转子、外转子、隔离套、输入轴、输出轴、调磁环等。隔离套包括第一端盖、第二端盖、隔离套的横截面呈T型构造，其横端为圆盘状的第一端盖，竖端呈中空圆柱状，竖端端部卡合有第二端盖；输入轴、输出中分别连接在外转子一端、内转子一端、其两端分别插入第一端盖和第二端盖；输入轴和输出轴分别连接在外转子一端、内转子一端，内转子另一端、隔离套的T型竖端、外转子的另一端依次由内向外嵌套。调磁环包括若干导磁条，导磁条沿隔套的竖端轴向等间距的排列磁极，每一导磁条均分别插入第一端盖、第二端盖的定位槽，导磁条之间用紧钉磁钉锁紧轴向间隙，经灌封胶整体灌封。同时，磁齿轮还包括机架，外转子内嵌在机架中，机架的一端抵接在第一端盖内次，内转子与隔离套之间形成有气隙，隔离套与外转子之间也形成有气隙。上述的机架构成了磁齿轮的外壳，因此，该磁齿轮从外到内依次是外壳、外转子、隔离套和内转子，外转子转动时，外层气隙中会产生一个旋转磁场耦合而带动内转子转动，通过调磁环的磁场调制作用，在内层气隙处会产生磁密谐波，磁密谐波与内转子产生的气隙磁场，内转子和外转子之间设置的调磁环所起的调制作用可以产生类似传动比的效果，这样的结构形式能够在不改变泵体结构的条件下，提供一种可调速的磁齿轮，有效的扩展了叶轮的转速范围，从而改变泵的扬程和流量。但是，该磁齿轮的整体径向尺寸较大，在将该磁齿轮应用于电动潜油螺杆泵上时，由于其径向尺寸较大，不能满足电动潜油螺杆泵的尺寸安装要求，若将该磁齿轮整体的径向尺寸缩小，则又会导致磁齿轮内部磁密度较小导致输出扭矩无法达到工作要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种减速器，以解决现有技术中的磁齿轮的径向尺寸较大导致无法满足电动潜油螺杆泵的使用要求的问题；本技术的目的还在于提供一种使用该减速器以解决上述问题的电动潜油螺杆泵机组。为实现上述目的，本技术减速器的技术方案是：减速器包括筒形的外壳，外壳内部同心转动设置有相互同心嵌套的外转子和内转子，所述内转子与外转子之间、外转子和外壳之间均具有气隙，所述外壳包括设置在其内壁上沿周向间隔布置的若干个壳永磁体，所述内转子还包括在其外周面上沿周向间隔布置的若干个内永磁体，壳永磁体的数量大于内永磁体的数量，相邻的两个壳永磁体和相邻的两个内永磁体均为异极安装，所述外转子上具有若干个沿其周向间隔设置的导磁材料。本技术的有益效果是：相比于现有技术，本技术所涉及的减速器，通过在外壳内壁上设置若干个永磁体，并在外壳内部同心转动设置有相互同心嵌套的内转子和外转子，内转子上和外壳内均具有永磁体，外转子上设置导磁材料，在实际的工作过程中，通过内转子与外壳之间、外转子与外壳之间的气隙产生相应的磁导谐波，此时外壳相当于调磁环，通过气隙磁导谐波对两个转子产生的磁场进行级数和电频率的调制，使得内转子与外壳之间虽然级数不同，但加装外转子后能够产生恒定转矩，并可通过调整内转子和外壳的极对数以及外转子的导磁材料组合来改变速比。能够在不改变泵体结构的条件下，提供一种可调速的减速器，有效的扩展了叶轮的转速范围，从而改变螺杆泵的扬程和流量。同时，该减速器将外壳集成为调磁环，相比于现有的磁齿轮，其结构更加简单，而且减少原有的之间调磁环的设置，能够使整体的直径大幅度的减小，满足螺杆泵的使用要求。该减速器具有无机械接触传递扭矩、接近100％的转换高效率，无需润滑、无损坏式过载保护、高运行可靠性的优点。进一步的，为了实现对导磁材料的固定，方便装配，保证结构稳定，所述外转子包括轴体，轴体上圆周边缘处等间距的开设有豁口，所述导磁材料镶嵌在所述豁口内。进一步的，为了适配电动潜油螺杆泵，所述外壳的直径为98mm～133mm。进一步的，为了方便减速器的装配，保证装配稳定性，所述外壳包括壳体和螺纹连接在壳体的两端的法兰接头。本技术电动潜油螺杆泵机组的技术方案是：电动潜油螺杆泵机组包括井下装置和地面装置，井下装置包括自下至上依次连接的潜油电机、电机保护器、减速器和螺杆泵，所述潜油电机与地面装置信号连接，所述减速器包括筒形的外壳，外壳内部同心转动设置有相互同心嵌套的外转子和内转子，所述内转子与所述电机保护器连接实现传动配合，所述外转子与所述螺杆泵连接实现传动配合，所述内转子与外转子之间、外转子和外壳之间均具有气隙，所述外壳包括设置在其内壁上沿周向间隔布置的若干个壳永磁体，所述内转子还包括在其外周面上沿周向间隔布置的若干个内永磁体，壳永磁体的数量大于内永磁体的数量，相邻的两个壳永磁体和相邻的两个内永磁体均为异极安装，所述外转子上具有若干个沿其周向间隔设置的导磁材料。本技术的有益效果是：相比于现有技术，本技术所涉及的电动潜油螺杆泵机组，通过在减速器的外壳内壁上设置若干个永磁体，并在外壳内部同心转动设置有相互同心嵌套的内转子和外转子，内转子上和外壳内均具有永磁体，外转子上设置导磁材料，在实际的工作过程中，通过内转子与外壳之间、外转子与外壳之间的气隙产生相应的磁导谐波，此时外壳相当于调磁环，通过气隙磁导谐波对两个转子产生的磁场进行级数和电频率的调制，使得内转子与外壳之间虽然级数不同，但加装外转子后能够产生恒定转矩，并可通过调整内转子和外壳的极对数以及外转子的导磁材料组合来改变速比。能够在不改变泵体结构的条件下，提供一种可调速的减速器，有效的扩展了叶轮的转速范围，从而改变螺杆泵的扬程和流量。同时，该减速器将外壳集成为调磁环，相比于现有的磁齿轮，其结构更加简单，而且减少原有的之间调磁环的设置，能够使整体的直径大幅度的减小，满足螺杆泵的使用要求。该减速器具有无机械接触传递扭矩、接近100％的转换高效率，无需润滑、无损坏式过载保护、高运行可靠性的优点。进一步的，为了实现对导磁材料的固定，方便装配，保证结构稳定，所述外转子包括轴体，轴体上圆周边缘处等间距的开设有豁口，所述导磁材料镶嵌在所述豁口内。进一步的，为了适配电动潜油螺杆泵，所述外壳的直径为98mm～133mm。进一步的，为了方便减速器的装配，保证装配稳定性，所述外壳包括壳体和螺纹连接在壳体的两端的法兰接头。进一步的，为了方便外转子与螺杆泵的稳定传动，所述外转子通过挠性连接器与螺杆泵连接。进一步的，为了实现对泵入口的各个参数的测量，所述潜油电机下端连接有井下监控单元。附图说明图1为本技术的电动潜油螺杆泵机组的具体实施例的结构示意图；图2为图1中的减速器的结构示意图；图3为图2的轴向剖视图。附图标记说明：1-井下监控单元；2-潜油电机；3-电机保护器；4-减速器；5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.减速器，其特征在于：包括筒形的外壳，外壳内部同心转动设置有相互同心嵌套的外转子和内转子，所述内转子与外转子之间、外转子和外壳之间均具有气隙，所述外壳包括设置在其内壁上沿周向间隔布置的若干个壳永磁体，所述内转子还包括在其外周面上沿周向间隔布置的若干个内永磁体，壳永磁体的数量大于内永磁体的数量，相邻的两个壳永磁体和相邻的两个内永磁体均为异极安装，所述外转子上具有若干个沿其周向间隔设置的导磁材料。

【技术特征摘要】
1.减速器，其特征在于：包括筒形的外壳，外壳内部同心转动设置有相互同心嵌套的外转子和内转子，所述内转子与外转子之间、外转子和外壳之间均具有气隙，所述外壳包括设置在其内壁上沿周向间隔布置的若干个壳永磁体，所述内转子还包括在其外周面上沿周向间隔布置的若干个内永磁体，壳永磁体的数量大于内永磁体的数量，相邻的两个壳永磁体和相邻的两个内永磁体均为异极安装，所述外转子上具有若干个沿其周向间隔设置的导磁材料。2.根据权利要求1所述的减速器，其特征在于：所述外转子包括轴体，轴体上圆周边缘处等间距的开设有豁口，所述导磁材料镶嵌在所述豁口内。3.根据权利要求1或2所述的减速器，其特征在于：所述外壳的直径为98mm～133mm。4.根据权利要求1或2所述的减速器，其特征在于：所述外壳包括壳体和螺纹连接在壳体的两端的法兰接头。5.电动潜油螺杆泵机组，包括井下装置和地面装置，井下装置包括自下至上依次连接的潜油电机、电机保护器、减速器和螺杆泵，所述潜油电机与地面装置信号连接，其特征在于：所述减速器包括筒形的外壳，外壳内部同心转动设置有相互同心嵌套的外转子和...

【专利技术属性】
技术研发人员：田芳勇，谢卫兵，陈玉巧，于涛，范俊华，何海，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11