一种基于永磁线圈发电的抽油机示功器供电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于永磁线圈发电的抽油机示功器供电装置，由电磁供电结构，定子铁芯，线圈绕组，弹簧，动子磁轭，永磁体磁极，蓄电池，电流整合电路构成。定子铁芯，导磁、聚磁的作用，线圈绕组均分布在定子铁芯的走线槽内，有多个永磁体磁极，之间分布着动子磁轭，起着导磁的作用，永磁体磁极和磁轭相间排列，固定在直轴上，直轴的两端分别与弹簧相连接，弹簧则与定子铁芯的两个端面相连接，当抽油杆上下运动时，由于惯性的作用，动子磁铁会和定子铁芯产生相对运动，在弹簧的作用下，又有恢复到中间平衡位置的力，使得磁铁与定子铁芯相对运动，连续不断切割磁感线，产生电流，进而经过整流电路处理后输出到蓄电池存储，最后给示功器供电。

A Power Supply Device of Pumping Unit Indicator Based on Permanent Magnet Coil Generation

The utility model discloses a power supply device of a pumping unit indicator based on permanent magnet coil power generation, which is composed of an electromagnetic power supply structure, a stator core, a coil winding, a spring, a mover yoke, a permanent magnet pole, a storage battery and a current integration circuit. The stator core, magnetic conductivity and magnetic concentration, coil windings are all distributed in the traveling slot of the stator core. There are several permanent magnet poles, among which there are mover yokes, which play the role of magnetic conductivity. The permanent magnet poles and yokes are arranged and fixed on the vertical axis. The two ends of the vertical axis are connected with the springs respectively, and the springs are connected with the two ends of the stator core when the sucker rod is up and down. When moving, because of inertia, the mover magnet will move relative to the stator core. Under the action of spring, the force restored to the middle equilibrium position makes the magnet move relative to the stator core. The magnet continuously cuts the magnetic induction line, generates current, and then outputs it to the storage battery after rectifying circuit processing, and finally supplies power to the indicator.

【技术实现步骤摘要】
一种基于永磁线圈发电的抽油机示功器供电装置
本技术提出了一种永磁线圈自发电装置，具体涉及到抽油机示功器的供电装置。
技术介绍
抽油机是有杆抽油系统中最主要的举升设备，根据抽油机结构特点，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。自问世以来，游梁式抽油机一直占有绝对统治地位。其主要特点是结构简单、适用范围广、可靠耐用、制造维修成本低、技术成熟。游梁式抽油机，指含有游梁，通过连杆机构换向，曲柄重块平衡的抽油机，俗称磕头机。主要由驴头—游梁—连杆—曲柄机构、减速箱、动力设备和辅助装备等四大部分组成。工作时，电动机的传动经变速箱、曲柄连杆机构变成驴头的上下运动，驴头经光杆、抽油杆带动井下抽油泵的柱塞作上下运动，从而不断地把井中的原油抽出井筒。在抽油机工作过程中，需要判断抽油机井泵的工作状态，这时就需要示功仪进行辅助检测和监督。示功仪是综合载荷测量、位移测量、无线射频、GPRS技术为一体的一种仪器，能够自动采集抽油机载荷，冲程，计算出功图数据，独立或通过与现场RTU远程终端单元配合实现远程功图监控。通过示功仪可以测出示功图，示功图是判断抽油机井泵工作状态的重要手段。抽油机示功图是抽油机光杆载荷与位移的关系曲线，目前有些文献提到直接使用载荷传感器来测量光杆载荷，也有文献提到示功图间接测量法。目前抽油机示功仪主要采用的是无线传输的方式，在供电方面主要的方式有电池供电，太阳能供电，以及锂电池加太阳能板供电的方式。传统的电池供电避免不了要更换的麻烦，在一次更换时抽油机必须停机，这极大的降低了生产效率，并且使用寿命较短，而太阳能电池板的供电方式在连续阴雨天气，接连几天没有阳光的情况下，电池板没办法产生持续的电能，另外也有人采用太阳能发电和自然风力发电相结合的方法，两种方法的结合能够提高发电的稳定性，实际上这种方法也会碰到长期无风以及阴天的情况，会造成示功器的供电不稳定，进一步会导致抽油机的停机，油田停产，给企业造成巨大的经济损失。
技术实现思路
为了解决千米深井抽油机示功器传感器的供电问题，本技术提供了一种基于永磁线圈发电的抽油机示功器供电装置，利用抽油杆在上下运动中获取能量，能够保证示功器在不同天气及不同的工作环境下的供电，并且其结构非常的简单。本技术解决其技术问题所采取的技术方案是：本技术的供电模块直接和示功器封装在一起，并通过U形开口直接与抽油机悬绳器配合安装，U形口设计使得发电装置与钢丝绳配合方便，不需要从钢丝绳两头穿入，方便快捷，并通过悬绳器让示功器承受载荷。其特征在于：在一个圆柱体的定子铁芯结构中，铁芯呈圆筒形，圆筒内加工有多个圆环形槽，槽上镶嵌了嵌装定子绕组，槽之间的间隔成为齿，槽与齿能够增加导磁性，提升发电性能。直线运动的部分称为动子，动子由动子磁轭与多个环状磁极组成，安装在直轴上，磁轭是覆在直轴上的良导磁体，是磁极间的磁通路，环状磁极的厚度与定子齿宽相同。动子的两端分别连接有弹簧，弹簧的另外两端与圆柱体两端面连接，当示功器处于静止时，动子于中间位置平衡。在抽油机正常工作的过程中，抽油杆的上下运动的过程中速度和加速度均是变化的，由于惯性力使得动子与弹簧间产生振动，使动子与定子产生相对运动。导线切割磁感应线产生的电能，经过整流电路处理后输出到蓄电池存储，保证传感器的正常工作。而当抽油机停止工作时，这时虽然发电装置停止振动，动子与定子不再产生相对运动，无电能产生，但此时示功器也不工作。当抽油机重新工作示功器需要电能时，发电装置随着抽油杆的运动而振动，从而使得发电装置产生电能。本技术的有益效果是：解决了千米深井抽油机示功器传感器的供电问题，能够保证示功器在不同天气及不同的工作环境下的供电，并且其结构非常的简单，不受天气等因素的影响，抗干扰的能力强，能够保持传感器稳定运行。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本例中所需要使用的附图作简单的介绍。图1为游梁式抽油机的结构示意图。图2为本技术的结构形状示意图。图3为电磁发电部分的结构示意图。图4为电磁发电部分的补充说明示意图。图5为电磁发电部分的动子结构图。图中抽油机驴头1，钢丝绳2，带永磁线圈发电的示功装置3，定子外壳4，悬绳器5，线圈绕组6，弹簧7，动子磁轭8，永磁体磁极9，示功器10，抽油杆11，整流电路12，直轴13。具体实施方式下面结合附图对于本技术的技术方案进行详细说明。本技术介绍了一种永磁振动直线发电结构，其发电原理与传统的旋转电机相同，采用磁生电的原理，当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产生感应电流。但是与传统的结构有所不同，特别是绕线方式完全不同。如图1和图2和图3和图4所示，在钢丝绳2和抽油杆11的连接部位即为带永磁线圈发电的示功装置3，其具体的安装结构如图2所示。定子外壳4与示功器10通过焊接的方式连接，示功器10呈U开口结构，并与悬绳器5配合安装，U形口设计可以方便示功器10穿过钢丝绳，避免了传统圆形口需要从钢丝绳两端穿入，安装拆卸更加方便。定子外壳4呈圆筒形，圆筒内圆柱面有多个圆环形槽，这些槽用来嵌装定子线圈绕组6，槽之间的间隔称为齿，槽与齿的结构能够增强导磁的性能，线圈绕组6是圆形的，并且线圈绕组6所在的平面与定子外壳4轴线垂直。如图5所示发电装置中运动的部分为动子，动子由动子磁轭8与多个永磁体磁极9组成，安装在直轴13上。磁轭8是覆在直轴上的良导磁体，是磁极间的磁通路，环状磁极9的厚度与定子外壳4中的齿宽相同，磁极9安装在磁轭8外周，间隔安装，动子可以沿定子轴线方向往复运动。动子中直轴13的两端连接弹簧7的一端，弹簧7的另一端与定子外壳4两端面连接。整个装置静止时，动子在弹簧拉力的作用下处于平衡状态，当抽油机开始工作时，抽油杆11在上下运动过程中其速度和加速度均是变化的，因此会引起动子的上下振动。当动子向左移动一个齿距时，虽然磁力线的方向仍然和原来的回路一样没有发生改变，但是对于每个线圈绕组6的环绕磁通方向却是发生了变化，当动子连续运动时，通过线圈绕组6的磁通方向将发生连续变化，在线圈内就会产生交流电势，进而给电路供电。在定子外壳4的上部有整流电路12，供电装置引出导线连接到整流电路12，同时也从示功器10中的传感器、电池引出导线接到整流电路12。供电装置产生电势之后，通过整流电路12将交流电转换成稳定电压的直流电，输送到示功器10内的传感器、电池中。本文中所描述的具体实施实例仅仅是对本技术精神作举例说明。本技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于永磁线圈发电的抽油机示功器供电装置，由电磁供电结构，定子铁芯，线圈绕组，弹簧，动子磁轭，永磁体磁极，蓄电池，电流整合电路组成，线圈绕组分布在定子铁芯的走线槽内，永磁体磁极和磁轭相间排列，固定在直轴上，其特征在于：直轴两端分别用弹簧连接，两端的弹簧直接连接在定子铁芯的两个端面上，当抽油杆上下运动时，由于惯性的作用，动子磁铁会和定子铁芯产生相对运动，并在弹簧的作用下，又有恢复到中间平衡位置的趋势，使得磁铁与定子铁芯相对运动，连续不断的切割磁感线，产生电流。

【技术特征摘要】
1.一种基于永磁线圈发电的抽油机示功器供电装置，由电磁供电结构，定子铁芯，线圈绕组，弹簧，动子磁轭，永磁体磁极，蓄电池，电流整合电路组成，线圈绕组分布在定子铁芯的走线槽内，永磁体磁极和磁轭相间排列，固定在直轴上，其特征在于：直轴两端分别用弹簧连接，两端的弹簧直接连接在定子铁芯的两个端面上，当抽油杆上下运动时，由于惯性的作用，动子磁铁会和定子铁芯产生相对运动，并在弹簧的作用下，又有恢复到中间平衡位置的趋势，使得磁铁与定子铁芯相对运动，连续不断的切割磁感线，产生电流。2.如权利要求1所述的一种基于永磁线圈发电的抽油机示功器供电装置，其特征在于：定子铁芯采用了多个线圈走线槽平行排布，每个走...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏燕定，徐成军，何光玉，宋执环，
申请(专利权)人：杭州中油智井装备科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33