直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵制造技术

本实用新型专利技术公开了一种直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵，包括多组平行设置的双作用缸套驱动单元，每组双作用缸套驱动单元包括一个直线电机，直线电机的两端连接有同样结构的双作用缸套。本实用新型专利技术装置，通过直线电机直接驱动多个双作用缸套中的活塞，通过控制活塞的运动与泥浆吸入单向阀和泥浆排出单向阀配合，通过多个缸套的配合使用，为钻井系统提供平稳的钻井液供给，由于有控制器保证并使得系统调速和控制更直接快捷。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵
本技术属于石油机械设备
，涉及一种直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵。
技术介绍
目前石油行业上常用的泥浆泵，结构上大都是包括旋转电机、曲轴、十字头、连杆和缸套等部件构成，而且都是单作用泵。由于常用的旋转电机一般转速较高，且不适合直接驱动，还需要配备传动装置实现动力传递，从而使得整体配套部件多，制作及使用成本高，传动效率低，占地面积较大，调速控制不灵活。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵，解决了现有技术中单作用多缸泵配套部件多，传动效率低，占地面积大，成本高，调速控制不灵活的问题。本技术所采用的技术方案是，一种直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵，包括多组平行设置的双作用缸套驱动单元，每组双作用缸套驱动单元包括一个直线电机，直线电机的两端连接有同样结构的双作用缸套。本技术的直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵，其特征还在于:每组双作用缸套驱动单元的具体结构是，所述的直线电机的结构是，包括电机定子，电机定子中安装有定子线圈，在电机定子内腔中设置有电机动子，电机动子的两端伸出电机定子内腔之外分别与一个工作缸套中的活塞固定连接，每一个缸套向外的端面连通有一个吸入单向阀和一个排出单向阀，在每个缸套朝向直线电机的端头外沿各安装有防碰传感器；在电机动子的两边轴上分别安装有左侧防碰挡板和右侧防碰挡板，每一个双作用缸套中的活塞配装有一个位移传感器。定子线圈、防碰传感器和位移传感器均通过电缆总成与控制箱连接。本技术的有益效果是:实现了闭环控制，钻井液的输出控制平稳可调，采用直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵，可在直线电机的来回行程中实现两个缸套的驱动控制，可保证在每一个行程中都有一个缸套排出高压钻井液，使得设备的使用效率大大提高，由于没有传统泥浆泵中的曲轴连杆等机构，使得泵配套简单，占地面积大大缩小，并且还可以有效的降低成本，具有很广阔的应用前景。【附图说明】图1是本技术装置实施例的管线连接结构简图；图2是本技术装置实施例的俯视结构示意图。图中，1.电机定子，2.定子线圈，3.电机动子，4.防碰传感器，5.缸套，6.活塞，7.吸入单向阀，8.排出单向阀，9.左侧防碰挡板，10.位移传感器，11.右侧防碰挡板，12.控制箱，13.电缆总成。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术进行详细说明。参照图1、图2，本技术的双作用多缸泥浆泵结构是，包括多组平行设置的双作用缸套驱动单元，每组双作用缸套驱动单元包括一个直线电机，直线电机的两端连接有同样结构的双作用缸套，图1、图2中的实施例均显示了三组双作用缸套驱动单元，在实际使用中可根据需要扩展为五缸双作用、八缸双作用泥浆泵、或更多组，满足各种场合对泥浆流量的需求。下面仅对一组双作用缸套驱动单元的结构进行说明，其他多组双作用缸套驱动单元的结构一致，以此类推，并列设置。每组双作用缸套驱动单元的具体结构是，直线电机的结构是，包括电机定子1，电机定子I中安装有定子线圈2，定子线圈2与控制箱12连接，在电机定子I内腔中设置有电机动子3，电机动子3的两端伸出电机定子I内腔之外分别与一个工作缸套5中的活塞6固定连接，每一个缸套5向外的端面连通有一个(泥浆)吸入单向阀7和一个(泥浆)排出单向阀8，在每个缸套5朝向直线电机的端头外沿各安装有两个防碰传感器4，该两个防碰传感器4 一个正常使用另一个备用，提高系统的可靠性；该两个防碰传感器4均通过电缆总成13与控制箱12连接，用于把对应的直线电机运动极限位置信号发送至控制箱12 ；另外，在电机动子3的两边轴上分别安装有左侧防碰挡板9和右侧防碰挡板11(即机械限位机构)，通过控制直线电机的运动速度和运动方向，进而可以控制缸套5中的活塞6的运动速度和运动方向；每一个双作用缸套5中的活塞6配装有一个位移传感器10，位移传感器10通过电缆总成13与控制箱12连接，通过电缆总成13把对应的双作用缸套5中的活塞6的运动位置信号发送至控制箱12 ;控制箱12中的控制器根据以上的各个传感器信号，给出直线电机控制信号，从而实现平稳控制泥浆的排出流量。电机定子I上安装有定子线圈2,定子线圈2与控制箱12连接,外接电源产生磁场。电机动子3安装于电机定子I的中心，是直线电机的运动部件，在定子线圈2的磁场作用实现直线运动。防碰传感器4是泥浆泵的保护单元，安装固定于左、右缸套的外沿上，与左侧防碰挡板9和右侧防碰挡板11配合使用，为控制箱12提供极限限位信号。缸套5、活塞6、吸入单向阀7和排出单向阀8是泥浆泵的主要部件，实现泥浆的吸入和排出。所有的吸入单向阀7和排出单向阀8对外与对应的主体管路连通。位移传感器10是用于检测直线电机位移量，以便于同其他组双作用缸套驱动单元配合实现平稳的流量控制。控制箱12是整个装置的控制核心，包括控制器单元、采集单元、报警提示单元及控制开关。通过采集各个传感器信号，输送到控制器单元处理和逻辑判断，给出恰当的控制指令驱动直线电机动作，实现不同工况下平稳的泥浆流量控制；当达到极限位置，启动报警提示单元；控制开关用于系统的供电和启停控制。本技术装置的工作过程是，I)直线电机左行，此时双作用缸套5的活塞6也以同样的速度向左运动，左侧缸套5排出单向阀8打开，吸入单向阀7关闭，左侧缸套5向外排出泥浆；由于是双作用缸套，这时右侧缸套5的活塞6也以同样的速度向左运动，右侧缸套5泥浆吸入单向阀7打开，排出单向阀8关闭，右侧缸套5吸入泥浆。2)直线电机右行，此时双作用缸套5的活塞6也以同样的速度向右运动，左侧缸套5的吸入单向阀7打开，排出单向阀8关闭，左侧缸套5吸入泥浆；由于是双作用缸套，这时右侧缸套5的活塞6也以同样的速度向右运动，右侧缸套5的排出单向阀8打开，吸入单向阀7关闭，右侧缸套5排出泥浆，同向左侧移动完全相反。以上所有设备整体配装在一个公共底座上，便于整体搬家和运输。而控制箱12可以根据需要单独配备，也可以集中配置实现控制。本技术装置基于现有石油钻探上使用的泥浆循环系统，改变了传统泥浆泵所使用的曲轴连杆机构方式，通过直线电机直接驱动多个双作用缸套中的活塞，通过控制活塞的运动与吸入单向阀和排出单向阀配合，将从固控系统中吸入钻井液并加压以供钻井应用。设置有机械极限限位机构，对系统的可靠安全运行提供保障，同时配备了防碰传感器和位移传感器，通过控制器实现了运行的逻辑保护和判断，根据需要输出恰当的功率，通过多个缸套的配合使用，为钻井提供平稳的钻井液供给；由于有控制器保证并使得系统调速和控制更直接快捷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵，其特征在于：包括多组平行设置的双作用缸套驱动单元，每组双作用缸套驱动单元包括一个直线电机，直线电机的两端连接有同样结构的双作用缸套。

【技术特征摘要】
1.一种直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵，其特征在于:包括多组平行设置的双作用缸套驱动单元，每组双作用缸套驱动单元包括一个直线电机，直线电机的两端连接有同样结构的双作用缸套。2.根据权利要求1所述的直线电机直接驱动的双作用多缸泥浆泵，其特征在于:每组双作用缸套驱动单元的具体结构是， 所述的直线电机的结构是，包括电机定子(1)，电机定子(I)中安装有定子线圈(2)，在电机定子(I)内腔中设置有电机动子(3)，电机动子(3)的两端伸出电机定子(I)内腔之外分别与一个工作缸套(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，史齐红，郭振东，朱永庆，杨双业，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：