专利名称：电动永磁式深潜螺杆抽油机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油开采设备中的电动潜油螺杆式抽油机，特别是一种电动永磁式深潜螺杆抽油机。
背景技术：
目前，在高含气、高含砂、重粘结蜡和聚合物驱油等稠油井的开采中，螺杆泵的效率明显高于游梁式抽油机或其他采油设备。螺杆泵式抽油设备在动力传递方式上分为地面动力源式，即地面动力是通过抽油杆柱传递到井下螺杆泵，将井液举升到地面上；另一种方式是通过电缆将电能送到与螺杆泵为一体的潜油电机上，潜油电机在井下做功将井液举升到地面上。显而易见，电动潜油螺杆泵式抽油机的采油效率高于地面动力源式螺杆泵的采油效率。但现有的电动螺杆潜油泵，均不同程度地存在以下技术缺陷1.整机使用寿命短，其主要原因是在油井套管的有限直径空间里，电机的减速装置的设计受到限制，其可靠性和耐久性得不到保障，若选用高强度、高耐磨合金材料，其生产成本就会大幅提高。2.电机功率传递效率低，其主要原因是在有限的套管空间里，无论是渐开线齿廓式减速装置，还是圆弧行星减速装置，都无法实现其优化设计的参数，只能在功率传递效率上做出让步。3.现有的电动潜油螺杆泵在使用过程中，由于油井的井况不同，或正在使用的油井井况发生变化而需要调整油井的生产参数时，只能通过井口作业取出电动潜油螺杆泵整体或至少取出螺杆泵部分，方可调整生产工作参数。这样既费时间，又费财力，提高了采油成本。正因为现有技术中的电动潜油螺杆式抽油机存在上述技术缺陷，使得电动潜油螺杆式抽油机在油田一直没有得到应用。由于普通潜油电机本身存在输出转矩不大的问题，再加上套管中减速装置的设置增加了维修维护的难度，造成了现有技术中电动潜油螺杆式抽油机的组合不当和结构不合理，进而不仅使得油井的生产排液量难以增大，而且使得螺杆泵不能更深地潜入井下，从而影响或者不利于油井开采。
由于双多永磁电机的出现，该双多是指多转子、多定子新型永磁电机结构，同普通潜油电机相比，其输出转矩成倍增加，提高2-3倍，因此就产生了将高效节能的双多永磁电机用于油田抽油机的技术构思。
实用新型内容本实用新型针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种组合结构合理，不仅能够便于大范围调整油井的生产排液量，而且可以使得螺杆泵更深地潜入井下，从而以利于油井开采的电动永磁式深潜螺杆抽油机。
本实用新型的技术方案如下电动永磁式深潜螺杆抽油机，包括电磁驱动装置和由该装置驱动的螺杆泵，其特征在于所述电磁驱动装置为双多永磁电机。
所述双多永磁电机的转子传动轴与所述螺杆泵的螺杆传动轴通过连接器直接啮合对接。
所述连接器附设有传动轴扶正装置。
所述传动轴扶正装置与所述连接器为一体化设计结构。
所述双多永磁电机的相邻转子之间均设置有电机转子扶正装置。
所述螺杆泵的上端和所述双多永磁电机的下端分别设置有上扶正器和下扶正器。
所述双多永磁电机的壳体上设置有接入潜油电缆的耐压密封接线器。
所述双多永磁电机通过所述潜油电缆连接有数字化控制系统。
本实用新型的技术效果如下由于本实用新型电动永磁式深潜螺杆抽油机，采用了新型结构的双多永磁电机，即以大转矩、高效能双多永磁电机为动力设备，该双多是指多转子、多定子新型永磁电机结构，同现有技术中的普通潜油电机相比，其输出转矩成倍增加，提高2-3倍，因此能够使本实用新型的下井深度达三千米以上。本实用新型组合结构合理，不仅能够便于大范围调整油井的生产排液量，而且可以使得螺杆泵更深地潜入井下，从而大大有利于油井开采。
由于双多永磁电机的转子传动轴与螺杆泵的螺杆传动轴通过连接器直接啮合对接，使得双多永磁电机将其输出功率传递到螺杆泵的方式简单直接，中间不存在减速装置，减少了动力传动磨损部件，大大提高了电机功率传递效率，实现高效节能，完全排除了现有技术中采用减速装置所带来的技术缺陷，这样不仅提高了整机使用寿命，而且延长了设备维修周期，降低了维护费用。
由于对传动轴各段，无论是电机转子传动轴，还是螺杆泵的螺杆传动轴，均在多个部位实施了传动轴扶正设计，即连接器附设有传动轴扶正装置；传动轴扶正装置与所述连接器为一体化设计结构；双多永磁电机的相邻转子之间均设置有电机转子扶正装置；螺杆泵的上端和所述双多永磁电机的下端分别设置有上扶正器和下扶正器；这样，能够有效减少振动、防止抖动，保证整机在工作时的系统稳定性。使其在油井的下潜深度可达3000-5000米。
由于双多永磁电机的壳体上设置有接入潜油电缆的耐压密封接线器，这就充分保障了深潜状态下的密封性，提高了设备运转的安全性和可靠性。
由于双多永磁电机通过潜油电缆连接有数字化控制系统，使得本实用新型在不同油井使用时，或在油井使用过程中其井况发生变化时，能够对油井的生产工艺参数的调整十分方便，不需要在井口作业起下油管柱，仅在数字化控制系统上将所需参数输入，即可调整螺杆泵的压头和转速，使泵与油井的出液能力相匹配。
本实用新型的工作原理如下本实用新型电动永磁式深潜螺杆抽油机，主要由双多永磁电机、电机转子扶正装置、耐压密封接线器、电机转子传动轴、连接器及扶正装置、螺杆传动轴、井液引入口、螺杆泵、潜油电缆、井液泄出器，上扶正器，数字化控制系统、下扶正器组成，其工作原理为来自井下油层的井液，通过双多永磁电机和套管之间的空隙供给螺杆泵，螺杆泵将井液吸入并泵压打入油管，源源不断地举升到地面；双多永磁电机所需要的电能由数字化控制系统提供，根据油井的生产工艺参数，数字化控制系统可以自动或人工调整供电电流大小和供电频率的高低，进而调整螺杆泵的排量和压头，使泵与油井的出液量相匹配。
附图为本实用新型的结构示意图；图中标记列示如下1.双多永磁电机；2.电机转子扶正装置；3.耐压密封接线器；4.电机转子传动轴；5.连接器及扶正装置；6.螺杆传动轴；7.套管；8.井液引入口；9.螺杆泵；10.潜油电缆；11.井液泄出器；12.油管；13.上扶正器；14.采油树；15.数字化控制系统；16.下扶正器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。
如图所示，本实用新型电动永磁式深潜螺杆抽油机，主要由双多即多转子和多定子永磁电机1，电机转子扶正装置2、耐压密封接线器3、电机转子传动轴4，连接器及扶正装置5，螺杆传动轴6，井液引入口8，螺杆泵9，潜油电缆10，井液泄出器11，上扶正器13，下扶正器16，数字化控制系统15组成；其特征在于双多永磁电机1的每两组转子之间设计安装有电机转子扶正装置2，螺杆泵9的螺杆传动轴6和双多永磁电机1的电机转子传动轴4通过连接器及扶正装置5直接啮合对接。
在螺杆泵9的上端设计安装有上扶正器13，在螺杆泵9和双多永磁电机1的连接处设计安装有连接器及扶正装置5，在双多永磁电机1的下端设计安装有下扶正器16。在双多永磁电机1的上部设计安装有可防止脱落的高强度耐压密封接线器3。双多永磁电机1的运行参数转速和转矩输出的大小由数字化控制系统15根据油井的出液量和井口油压变化等信息自动或人工调整。双多永磁电机设计为多转子、多定子新型结构，其转矩输出比普通电机提高2-3倍；本实用新型的电机转矩传递过程没有机械减速装置，系统结构简单，因而延长了整机使用寿命和设备维修周期；数字化控制系统的设计使用，可方便地用人工或自动方式调整井下螺杆泵的排量和压头等参数，既节省作业费用又延长了螺杆泵的有效工作时间，是稠油、高含气、高含砂、重粘结物油井的理想采油设备。
本实用新型的优点是1.双多永磁电机同普通潜油电机相比，输出转矩提高2-3倍，因此高效节能。2.由于电机转矩的大幅提高，使得螺杆泵的压头相应提高，这不仅使油井的生产排液量增大，而且可以使螺杆泵更深地潜入井下，实潜工作深度达3000米以上。3.采用数字化控制系统，本实用新型在不同油井使用时，或在油井使用过程中其井况发生变化时，对油井的生产工艺参数的调整十分方便，不需要在井口作业起下油管柱，仅在数字化控制系统上将所需参数输入，能很方便地通过简单操作，即可改变螺杆泵的转速、排量和压头等工艺参数，以满足油井的生产需求，使泵与油井的出液能力相匹配。4.由于双多永磁电机将其输出功率传递到螺杆泵的方式简单直接，中间不存在减速装置，减少了动力传动磨损部件，不仅提高了整机使用寿命，而且延长了设备维修周期，降低了维护费用。5.由于双多永磁电机的高效节能，使得电机的单位输出功率耗电降低，供电的潜油电缆负荷降低，因此，潜油电缆的电缆线径减小，降低了生产成本；并且由于电缆的线径减小，在安装设备电缆下井作业时，其在油管和套管的环隙空间里，碰伤损坏的机率降低，提高了潜油电缆使用的安全性。6.在整机的上部、中部和下部，分别设计有上扶正器、连接器及扶正装置和下扶正器，用于减少振动、防止抖动，保证整机在工作时的系统稳定性。
以上所述，仅为本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说，依据本实用新型同样的发明创造原理，还可以做出许多变型和改进，但是这些均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.电动永磁式深潜螺杆抽油机，包括电磁驱动装置和由该装置驱动的螺杆泵，其特征在于所述电磁驱动装置为双多永磁电机。
2.根据权利要求1所述的电动永磁式深潜螺杆抽油机，其特征在于所述双多永磁电机的转子传动轴与所述螺杆泵的螺杆传动轴通过连接器直接啮合对接。
3.根据权利要求2所述的电动永磁式深潜螺杆抽油机，其特征在于所述连接器附设有传动轴扶正装置。
4.根据权利要求3所述的电动永磁式深潜螺杆抽油机，其特征在于所述传动轴扶正装置与所述连接器为一体化设计结构。
5.根据权利要求4所述的电动永磁式深潜螺杆抽油机，其特征在于所述双多永磁电机的相邻转子之间均设置有电机转子扶正装置。
6.根据权利要求5所述的电动永磁式深潜螺杆抽油机，其特征在于所述螺杆泵的上端和所述双多永磁电机的下端分别设置有上扶正器和下扶正器。
7.根据权利要求6所述的电动永磁式深潜螺杆抽油机，其特征在于所述双多永磁电机的壳体上设置有接入潜油电缆的耐压密封接线器。
8.根据权利要求1-7之一所述的电动永磁式深潜螺杆抽油机，其特征在于所述双多永磁电机通过所述潜油电缆连接有数字化控制系统。
专利摘要本实用新型提供一种组合结构合理，不仅能够便于大范围调整油井的生产排液量，而且可以使得螺杆泵更深地潜入井下，从而以利于油井开采的电动永磁式深潜螺杆抽油机，包括电磁驱动装置和由该装置驱动的螺杆泵，其特征在于所述电磁驱动装置为双多永磁电机；所述双多永磁电机的转子传动轴与所述螺杆泵的螺杆传动轴通过连接器直接啮合对接。
文档编号E21B43/00GK2685560SQ20042000395
公开日2005年3月16日 申请日期2004年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者张岩京, 潘敦利, 王笑松, 徐莉苹, 韩兴华, 杨楠 申请人:张健增, 张岩京