倒置式电潜柱塞泵和潜油直线电机的额定推力设计方法技术

本发明专利技术提供了一种倒置式电潜柱塞泵和潜油直线电机的额定推力设计方法，所述倒置式电潜柱塞泵包括从内向外依次套设的上泵柱塞(9)、上泵泵筒(15)和潜油直线电机，下泵泵筒(34)的下端连接有下泵固定阀总成(38)，上泵柱塞(9)的下端连接有上泵固定阀总成(20)，上泵泵筒(15)的下端连接有上泵游动阀总成(22)，上泵泵筒(15)的下端外连接有下泵柱塞(35)，下泵柱塞(35)的下端固定连接有下泵游动阀总成(37)。该倒置式电潜柱塞泵采用电机在上、下接柱塞泵的结构，可以配合后期内投电缆研发，能够实现内投电缆+电潜柱塞泵结构形式。所述潜油直线电机的额定推力设计方法能够降低“大马拉小车”现象。现象。现象。

【技术实现步骤摘要】
倒置式电潜柱塞泵和潜油直线电机的额定推力设计方法


[0001]本专利技术涉及石油开采设备领域，具体的是一种倒置式电潜柱塞泵，还是一种潜油直线电机的额定推力设计方法。

技术介绍

[0002]有杆泵举升目前仍是油田最成熟的采油设备。据统计辽河油田目前开井9000余口，其中80％以上为有杆泵举升。有杆泵举升系统包括地面抽油机、抽油杆及井下抽油泵组成。其原理是利用地面抽油机提供动力，通过四连杆机构，带动抽油杆运行，从而带动抽油泵实现往复抽汲运动。
[0003]受井身轨迹、原油物性、油藏特性等多方因素影响，有杆泵举升过程中，势必存在管、杆偏磨现象。随着原油开采后期，含水增加、原油黏度增大，偏磨现象加剧。据统计，油田因管杆偏磨现象造成管、杆报废约30000根，同时因管杆偏磨导致油井作业占总作业数40％以上。
[0004]电潜柱塞泵举升系统隶属于无杆泵举升技术范畴，常规电潜柱塞泵系统包括地面控制柜、电缆、井下潜油电机(直线电机)、柱塞泵，其系统管柱由上到下为油管、柱塞泵、电机。因无需抽油杆提供动力，因此可以彻底解决管杆偏磨现象。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倒置式电潜柱塞泵，其特征在于，所述倒置式电潜柱塞泵包括从内向外依次套设的上泵柱塞(9)、上泵泵筒(15)和潜油直线电机，所述潜油直线电机含有内外套设的动子和定子，所述定子的下端外设有下泵泵筒(34)，下泵泵筒(34)的下端固定连接有下泵固定阀总成(38)，上泵柱塞(9)的下端位于上泵泵筒(15)内，上泵柱塞(9)的下端固定连接有上泵固定阀总成(20)，上泵泵筒(15)的下端固定连接有上泵游动阀总成(22)，上泵泵筒(15)的下端外固定连接有下泵柱塞(35)，下泵柱塞(35)的下端固定连接有下泵游动阀总成(37)，下泵柱塞(35)套设于下泵泵筒(34)内，下泵游动阀总成(37)位于下泵固定阀总成(38)的上方，所述动子能够驱动上泵泵筒(15)、上泵游动阀总成(22)、下泵柱塞(35)和下泵游动阀总成(37)同步上下移动。2.根据权利要求1所述的倒置式电潜柱塞泵，其特征在于，所述定子含有内外套设的定子内管(13)和定子外管(26)，定子内管(13)和定子外管(26)之间形成外环形空腔，所述动子含有动子内管(24)，动子内管(24)与定子内管(13)之间内环形空腔。3.根据权利要求2所述的倒置式电潜柱塞泵，其特征在于，所述外环形空腔内设有硅钢片组件(14)，所述内环形空腔内套设有磁钢(19)和磁钢隔环(17)，磁钢(19)和磁钢隔环(17)沿动子内管(24)的轴线方向交替排布，磁钢(19)外套设有磁钢保护套(18)。4.根据权利要求2所述的倒置式电潜柱塞泵，其特征在于，定子外管(26)的上端外依次固定连接有电机出线管(10)、上连接管(6)、电机上接头(4)、出线连接短管(3)、上接头(45)、提升短接(2)和油管接箍(1)，电缆能够依次穿过电机上接头(4)、上连接管(6)和电机出线管(10)进入所述外环形空腔内。5.根据权利要求2所述的倒置式电潜柱塞泵，其特征在于，定子外管(26)的下端依次通过呼吸孔接箍(28)、电机下端接箍(29)、第一下泵连接接箍(25)和第二下泵连接接箍(32)与下泵泵筒(34)的上端连接固定，电机下端接箍(29)内插接有呼吸管(31)，呼吸管(31)的内部与所述外环形空腔连通，呼吸管(31)的下端位于电机下端接箍(29)外，呼吸管(31)的下端设有单流阀(30)。6.一种潜油直线电机的额定推力设计方法，其特征在于，所述潜油直线电机为权利要求1所述倒置式电潜柱塞泵中的潜油直线电机，在所述倒置式电潜柱塞泵中，上泵固定阀总成(20)上方的空腔为第一泵腔(41)，上泵固定阀总成(20)与上泵游动阀总成(22)之间的空腔为第二泵腔(42)，上泵游动阀总成(22)与下泵游动阀总成(37)之间的空腔为第三泵腔(43)，下泵游动阀总成(37)与下泵固定阀总成(38)之间的空腔为第四泵腔(44)；所述潜油直线电机的额定推力设计方法包括以下步骤：步骤1、计算所述倒置式电潜柱塞泵的上冲程排量和下冲程排量；步骤2、通过受力分析，得到上泵泵筒(15)在上冲程时所需作用力的计算公式和上泵泵筒(15)在下冲程时所需作用力的计算公式；步骤3、计算在上冲程时上泵固定阀总成(20)、上泵游动阀总成(22)、下泵游动阀总成(37)和下泵固定阀总成(38)处的压头损失，计算下冲程时上泵固定阀总成(20)、上泵游动阀总成(22)、下泵游动阀总成(37)和下泵固定阀总成(38)处的压头损失；步骤4、将上冲程时的压力关系带入步骤2中所述上泵泵筒(15)在上冲程时所需作用力的计算公式，得到上泵泵筒(15)在上冲程时所需的作用力，将下冲程时的压力关系带入步骤2中所述上泵泵筒(15)在下冲程时所需作用力的计算公式，得到上泵泵筒(15)在下冲程
时所需的作用力；步骤5、根据上泵泵筒(15)在上冲程时所需的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红朋，杨建平，于广刚，王宝兴，杨志祥，贾俊敏，孔凡楠，张朝升，卢玉，金姗姗，孟庆新，喻波，薛健飞，李娟娟，陈钟强，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
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