基于超低速多转子永磁潜油电机的潜油螺杆泵制造技术

本发明专利技术提供基于超低速多转子永磁潜油电机的潜油螺杆泵，涉及油井机械采油设备技术领域。该潜油螺杆泵，包括永磁潜油电机、保护器接头和转换接头，所述花键轴的一端设置有主轴，所述花键轴的外侧固定连接有凸台，所述连接头的内侧设置有安装槽，所述安装槽的中部侧壁和上下两侧壁内均设置有滚珠，所述滚珠的外侧连接在凸台的外侧，永磁潜油电机包括电机接头组件、电机转子、扶正轴承和电机定子，永磁体一共有22极，具有扇形开口槽，井下传感器连接有变频器，推力盘的一端设置有推力轴承，减少扶正轴承的载荷，系统无需使用减速机，提高了系统的可靠性，具有更高的起动转矩，降低系统电流和机组发热量。和机组发热量。和机组发热量。

【技术实现步骤摘要】
基于超低速多转子永磁潜油电机的潜油螺杆泵


[0001]本专利技术涉及油井机械采油设备
，具体为基于超低速多转子永磁潜油电机的潜油螺杆泵。

技术介绍

[0002]现国内外采用的采油设备主要包括有杆和无杆采油设备两大类，有杆采油设备普遍存在以下问题：（1）能源利用效率低，有杆抽油系统平均效率不足20%，采油系统是油田最大的生产用电系统，其年耗电量约占油田总用电量的56％，在油田生产成本中约有三分之一为电能消耗，而采油设备消耗的电能约占采油总电能消耗的30%左右，存在巨大的能源浪费；（2）石油采收率低，对于高含水井、稠油井，现在的地面驱动抽油机因运行成本高，无法进行常规开采，造成石油资源的大量浪费；（3）体积笨重，占地面积大，工作噪音大，有些采油设备位于市内居民区，造成土地浪费、噪音影响居民的工作和生活；（4）不能适合斜井、水平井等。无杆采油设备在能源利用效率上具有明显的优势，与最常用有杆采油设备——游梁式抽油机相比，直驱潜油螺杆泵无杆采油设备可节电70%，直驱潜油螺杆泵无杆采油设备有如此高的能源利用效率，被国际上公认为是最有前途的采油设备。但由于其技术上存在的巨大问题（在电动机和螺杆泵之间必须采用减速器进行降速，减速器的输出扭矩经常达到600Nm，目前现有的减速器在泵体直径只有100毫米空间里都无法长期可靠工作），直驱潜油螺杆泵无杆采油设备至今没有得到推广应用。据相关资料记载，美国Centrilift
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Hughes公司于2002年开始设计生产ESPCP系统，潜油电机与专用的9:1齿轮减速器配套适用，推力轴承采用氧化锆陶瓷。美国雷达公司2004年与加拿大一家公司合作研发潜油螺杆泵采油系统，也是采用减速机结构，减速比为16：1和4:1。其他国家如俄罗斯、加拿大也有业内知名公司研制了减速机结构的潜油螺杆泵，受国内材料等限制，我国的减速机结构潜油螺杆泵虽有多个厂家研究，但使用效果并不好。
[0003]现有技术存在的问题：在电动机和螺杆泵之间必须采用减速器进行降速，目前现有的减速器在泵体内都无法长期可靠工作，导致直驱潜油螺杆泵无杆采油设备至今没有得到推广应用。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了基于超低速多转子永磁潜油电机的潜油螺杆泵，解决了目前现有的减速器在泵体内都无法长期可靠工作，导致直驱潜油螺杆泵无杆采油设备实用性不强的问题。
[0005]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：基于超低速多转子永磁潜油电机的潜油螺杆泵，包括永磁潜油电机、保护器接头和转换接头，所述保护器接头的一端通过连接头固定连接在转换接头的一端，所述转换接头的内部设置有柔性轴，所述柔性轴的一端固定连接有花键轴，所述花键轴的一端设置有主轴，所述花键轴的外侧固定连接有凸台，所述连接头的内侧设置有安装槽，所述安装槽的中部侧壁和上下两侧壁内均设置有
滚珠，所述滚珠的外侧连接在凸台的外侧，所述主轴的一端连接在永磁潜油电机的输出端。
[0006]优选的，所述永磁潜油电机包括电机接头组件、电机转子、扶正轴承和电机定子，所述电机接头组件的一端固定连接在电机定子的一端，所述电机接头组件的另一端固定连接有护盖，所述护盖的一侧固定连接在保护器接头的另一端，所述电机接头组件的一端内侧设置有半环，所述半环的一端固定连接有推力盘，所述推力盘的一端设置有推力轴承，所述推力轴承的一端固定连接在电机接头组件的一端内，所述电机定子的内侧通过扶正轴承连接在电机转子的外侧，所述主轴的一端通过联轴器连接有电机转子。
[0007]优选的，所述主轴、花键轴和电机转子均为空心轴并且上下贯通，所述电机转子的外侧依次贯穿护盖、推力轴承、护套、扶正轴承和导轴承，所述扶正轴承内设置有径向孔。
[0008]优选的，所述永磁潜油电机定子的铁芯设置为22极，所述永磁潜油电机定子由定子冲片组成并且所述定子冲片内设置有扇形开口槽，所述电机定子的定子绕组为Y接法，采用双层短距绕组，所述电机转子采用分段式多转子结构并且每段均通过扶正轴承定位，每段所述电机转子之间均设置非导磁材料隔离，所述扶正轴承的两端均设置有耐油耐磨垫圈，所述永磁潜油电机的电磁线采用聚醚醚酮树脂电磁线。
[0009]优选的，所述永磁潜油电机通过聚四氟软线连接有井下传感器，所述井下传感器通过铠装电缆连接有变频器。
[0010]优选的，所述安装槽的中部侧壁和上下两侧壁内均设置有圆弧形槽。
[0011]优选的，所述电机定子的外壳设置有PIP多元离子渗氮层，定子是整体结构设计，定子壳经过PIP多元离子渗氮处理，增加表面硬度和耐腐蚀性，满足油田长期使用。
[0012]本专利技术提供了基于超低速多转子永磁潜油电机的潜油螺杆泵。具备以下有益效果：1、本专利技术永磁体一共有22极，具有扇形开口槽，电机定子的定子绕组为Y接法，采用双层短距绕组，电磁线采用高强度、高韧性、高耐温的 PEEK（聚醚醚酮）树脂电磁线，无需使用减速机，提高了系统的可靠性，永磁潜油电机，具有更高的起动转矩，提高系统效率同时也减少了电力损失。
[0013]2、本专利技术电机接头组件的一端内侧设置有半环，半环的一端固定连接有推力盘，推力盘的一端设置有推力轴承，整体结构按柔性体设计，以减少定、转子各自变形带来的过定位问题，减少扶正轴承的载荷。
[0014]3、本专利技术扶正轴承内设置有径向孔，永磁潜油电机转动时在离心力的作用下，油液从径向孔中流出，润滑扶正轴承，电机内腔油液大小循环设计合理，既考虑到冷却也考虑到各润滑部位的油液供应，确保其有效润滑。
[0015]4、本专利技术螺杆泵通过柔性轴连接花键轴，进而通过主轴连接永磁潜油电机转子，花键轴的外侧固定连接有凸台，安装槽的中部侧壁和上下两侧壁内均设置有滚珠，滚珠的外侧连接在凸台的外侧，保证了电机转子不受轴向力和径向力作用发生断裂，延长永磁潜油电机的使用寿命。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的转子铁芯与永磁体示意图；图2为本专利技术的磁极分布示意图；
图3为本专利技术的定子冲片示意图；图4为本专利技术的永磁潜油电机示意图；图5为本专利技术的永磁潜油电机局部示意图；图6为本专利技术的永磁潜油电机局部示意图；图7为本专利技术的连接头示意图；图8为图7中A处放大图。
[0017]其中，1、护盖；2、联轴器；3、半环；4、推力盘；5、推力轴承；6、电机接头组件；7、护套；8、电机定子；9、电机转子；10、扶正轴承；11、导轴承；12、井下传感器；13、定子冲片；14、转子铁芯；15、永磁体；16、保护器接头；17、连接头；18、凸台；19、滚珠；20、花键轴；21、转换接头；22、柔性轴；23、安装槽；24、主轴。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于超低速多转子永磁潜油电机的潜油螺杆泵，包括永磁潜油电机、保护器接头（16）和转换接头（21），其特征在于：所述保护器接头（16）的一端通过连接头（17）固定连接在转换接头（21）的一端，所述转换接头（21）的内部设置有柔性轴（22），所述柔性轴（22）的一端固定连接有花键轴（20），所述花键轴（20）的一端设置有主轴（24），所述花键轴（20）的外侧固定连接有凸台（18），所述连接头（17）的内侧设置有安装槽（23），所述安装槽（23）的中部侧壁和上下两侧壁内均设置有滚珠（19），所述滚珠（19）的外侧连接在凸台（18）的外侧，所述主轴（24）的一端连接在永磁潜油电机的输出端。2.根据权利要求1所述的基于超低速多转子永磁潜油电机的潜油螺杆泵，其特征在于：所述永磁潜油电机包括电机接头组件（6）、电机转子（9）、扶正轴承（10）和电机定子（8），所述电机接头组件（6）的一端固定连接在电机定子（8）的一端，所述电机接头组件（6）的另一端固定连接有护盖（1），所述护盖（1）的一侧固定连接在保护器接头（16）的另一端，所述电机接头组件（6）的一端内侧设置有半环（3），所述半环（3）的一端固定连接有推力盘（4），所述推力盘（4）的一端设置有推力轴承（5），所述推力轴承（5）的一端固定连接在电机接头组件（6）的一端内，所述电机定子（8）的内侧通过扶正轴承（10）连接在电机转子（9）的外侧，所述主轴（24）的一端通过联轴器（2）连接有电机转子（9）。3.根据权利要求1所述的基于超低速多转子永磁潜油电机的潜油螺杆泵，其特征在于：所述主轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立海，钱加强，
申请(专利权)人：东营市丰润通科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：