专利名称：一种管形直线电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直线电机，特别涉及一种应用于油田开发井下的永磁式管形直线电机。本电机连接并驱动井下柱塞泵，实现无杆采油。
背景技术：
目前，公知的井下直线电机与柱塞泵结合构成直线电机驱动的采油泵，在石油井下举升井液采油。如中国专利公开号为1563715的专利申请和公告号2677607的专利。一般直线电机驱动的采油泵，采用的电机电枢线圈为圆筒状。电机永磁体穿过电枢线圈中心，并在电枢线圈中心内往复运动，即内磁式直线电机。由于受油井井筒深、空间细长，以及井下温度高等特殊环境条件限制，对直线电机驱动的采油泵要求很高，对井下直线电机的技术要求更高。现有的井下内磁式直线电机存在下列缺点和不足①电枢线圈的密封衬管厚，电枢线圈散热条件差；②电枢线圈密封层内外承受压差能力低，容易漏进井液造成绝缘击穿；③电机空间利用率低，电机的性能体积比低；④运动状态下，电枢电气连接线的可靠性低；⑤磁路气隙大，电机的效率低；⑥电枢线圈位置信号传输、检测困难。
发明内容
本实用新型的目的是提供应用于井下的一种管形直线电机，是一种外磁式管形直线电机，该管形直线电机减小电枢的衬管厚度，提高管形直线电机的体积比和工作效率；改善电枢的散热条件；在不增加导线的情况下把电枢的位置信号从井下传到地面。克服现有的内磁式管形直线电机承压能力低、性能体积比低的缺点和不足。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是由上接头、外壳、永磁体、隔环、连接头、电枢芯管、电枢线圈、位置检测开关、电枢密封衬管、电气连线、依附弹簧、连通孔、下接头等组成。其特征是外壳内有固定的永磁体。在永磁体内有电枢，电枢线圈绕置在中空的钢质电枢芯管外表面上。这样，电枢芯管与电枢线圈一起上下运动。电枢芯管中心流过采油泵举升的井液，能及时把电枢线圈散发的热量带走，降低直线电机温度。电枢芯管下端连接动力输出轴。另外，在电枢线圈内部充填绝缘油，并采用连通孔加平衡胶塞的密封形式，平衡电枢线圈密封层内外的压差，解决电枢密封衬管承压能力低，电枢密封可靠性低，容易漏进井液造成绝缘击穿的问题。由于平衡了密封衬管内外压差，减小电枢密封衬管的厚度，减小磁路的气隙长度，提高了电机的效率。第三，电枢线圈的位置不断上下运动，与其连接的导线也要上下伸缩。采用截面为矩形的螺旋弹簧作电气线的依附体，即电枢线圈的导线固定在螺旋弹簧上。第四，电机外壳采用分段式结构，两段外壳之间有连接头，两段外壳的连接头内有支承电枢的直线轴承，既方便永磁体的安装又节省空间。
为防止电源线缠绕，提高连接的绝缘性、可靠性。电源线与螺旋弹簧的固定方式为三根电源线并排在截面为矩形的螺旋弹簧片之上，采用电源线固定套固定。
电枢芯管的外表面有环形齿槽，电枢线圈绕置在电枢芯管的外表面环形齿槽中。
电枢芯管采用上芯管与下芯管组成，上芯管与下芯管之间采用芯管接头连接，芯管接头为圆筒状，外表面有螺纹。
本实用新型的有益效果是该直线电机外壳内有固定的永磁体。永磁体内为电枢，减小电枢的衬管厚度，提高管形直线电机的体积比，提高电机工作效率。改善了电枢的散热条件。克服现有的管形直线电机承压能力低、性能体积比低，散热性差的不足。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附
图1和附图2是本实用新型的结构剖面示意图；本实用新型较细长，采取分两部分表示。附图1是上半部分，附图2是下半部分。
图3是电机外壳(10)的连接接头(11)局部剖面构造图，表示直线轴承的滚球(23)。电机连接接头(11)同时又是直线轴承的外壳，直线轴承滚株(23)。连接接头(11)与直线轴承做成一体可以节省空间。直线轴承的长度应当使得其两端的磁环的距离与极距成整数倍。
图4是电枢内外平衡孔及胶塞(23)纵剖面构造图。输出轴(20)，平衡胶塞(25)，连通盘管(24)。当电枢由于温度变化等原因内部填充的绝缘油发生体积变化时，平衡胶塞(25)在连通盘管内来回移动，既保持了电枢与井液的隔离又平衡电枢密封层内外的压差，防止大压差造成密封衬管变形。
图5是螺旋弹簧和导线(6)的横截面剖面结构图。
图中，(1)接箍，(2)变扣接头，(3)电缆压帽，(4)“O”形密封圈，(5)上接头，(6)螺旋弹簧和导线，(7)紫铜垫，(8)隔环，(9)磁环，(10)外壳，(11)连接接头，(12)轴套，(13)上芯管，(14)芯管接头，(15)下芯管，(16)芯管套，(17)“O”形密封圈，(18)螺钉，(19)挡板，(20)输出轴，(21)缓冲弹簧，(22)下接头，(23)滚球，(25)平衡胶塞，(24)连通盘管，(26)螺旋弹簧，(27)导线，(28)导线绝缘层，(29)导线固定套。
具体实施方式
实施例见附图1和附图2。上接头(5)上部螺纹连接油接箍(1)、变扣接头(2)。变扣接头(2)与上接头3之间有‘O’形密封圈(4)。上接头(5)的顶部，有电源线入口，电源线入口采用电缆压帽(3)。上接头(5)内顶部固定有螺旋弹簧与导线(6)。外壳(10)为圆筒状，外壳(10)内有环状永磁体(9)，永磁体(9)与隔环(8)间隔排列。上接头(5)与外壳(10)之间螺纹连接，并有紫铜垫(7)密封。外壳(10)内固定的永磁体(9)是电机定子。在永磁体(9)内有电枢，电枢线圈绕置在中空的钢质电枢芯管(13、15)外表面上。电枢芯管(13、15)分为上芯管(13)和下芯管(15)。上芯管(13)与下芯管(15)的外表面有环形齿槽，电枢线圈绕置在上芯管(13)与下芯管(15)的外表面有环形齿槽中。上芯管(13)与下芯管(15)之间采用圆筒状、外表面有连接螺纹的芯管接头(14)连接。电枢芯管下端连接有一个动力输出轴(20)。外壳(10)分为3段组装的，三段外壳(10)之间由连接接头(11)连接。连接接头(11)内有支承电枢的直线轴承，即滚珠(23)。为固定下芯管(15)，在下芯管(15)下端有芯管套(16)。芯管套(16)在外壳(10)内。芯管套(16)与下芯管(15)之间有‘O’型密封圈(17)。下芯管(15)下端采用螺钉(18)固定挡板(19)。外壳(10)的下端螺纹固定下接头(22)。下接头(22)内有片状缓冲弹簧(21)。在电枢线圈内部充填绝缘油，并采用连通孔内有平衡胶塞(25)的密封形式，平衡电枢线圈密封层内外的压差。随井下温度升高降低、或井下深度变化，产生直线电机内部压力变化，平衡胶塞(25)随压力变化可以上下移动，平衡了密封衬管内外压差。减小电枢密封衬管的厚度，减小磁路的气隙长度，提高了电机的效率。
权利要求1.一种管形直线电机，由上接头(5)、外壳(10)、永磁体(9)、隔环(8)、连接接头(11)、电枢芯管(13、15)、电枢线圈、电枢密封衬管、弹簧与螺旋导线(6)、下接头(22)等组成，其特征在于外壳(10)内有固定的永磁体(9)，在永磁体(9)内有电枢，电枢线圈绕置在中空的钢质电枢芯管(13、15)外表面上，电枢芯管(13、15)下端连接动力输出轴(20)；在电枢线圈(13、15)内部充填绝缘油，采用连通孔加平衡胶塞(25)密封，通向电枢线圈的导线(27)固定在螺旋弹簧(26)上，电机外壳(10)采用分段式结构，两段外壳(10)之间有连接接头(11)，连接接头(11)内有支承电枢的直线轴承。
2.根据权利要求1所述的一种管形直线电机，其特征在于电枢芯管采用上芯管(13)与下芯管(15)组成，上芯管(13)与下芯管(15)之间采用芯管接头(14)连接，芯管接头(14)为圆筒状，外表面有螺纹。
3.根据权利要求1、或2所述的一种管形直线电机，其特征在于上芯管(13)、下芯管(15)的外表面有环形齿槽，电枢线圈绕置在上芯管(13)、下芯管(15)的外表面环形齿槽中。
4.根据权利要求1、或2所述的一种管形直线电机，其特征在于电源线与螺旋弹簧的固定方式为三根电源线并排在截面为矩形的螺旋弹簧(26)片之上，采用电源线固定套(29)固定。
5.根据权利要求1、或2所述的一种管形直线电机，其特征在于外壳(10)分为3段组装，三段外壳(10)之间由连接接头(11)连接，连接接头(11)内有支承电枢的直线滚珠(23)轴承。
6.根据权利要求1、或2所述的一种管形直线电机，其特征在于下芯管(15)下端有芯管套(16)，芯管套(16)在外壳(10)内，芯管套(16)与下芯管(15)之间有‘O’型密封圈(17)。
7.根据权利要求1、或2所述的一种管形直线电机，其特征在于下接头(22)内有片状缓冲弹簧(21)。
专利摘要一种用于石油井下的管形永磁式直线电机，它由上接头、外壳、永磁体、电枢线圈、接头等组成。采用外磁式结构，外壳内有固定的永磁体，永磁体内有电枢。电枢线圈绕制在中空的钢质芯管上的环形齿槽中，芯管中流过电泵举升的井液，及时把线圈中热量带走；电枢内外采用连通孔加平衡胶塞的软密封形式，平衡电枢密封层内外压差；采用柱状拉伸弹簧作电气连接线的依附体，通向电枢的电线固定在弹簧上；电机外壳采用分段式结构，两段外壳的连接头同时又作支承电枢的直线轴承。减小电枢的衬管厚度，提高管形直线电机的体积比，提高电机工作效率。改善了电枢的散热条件。克服现有的管形直线电机承压能力低、性能体积比低，散热性差的不足。
文档编号H02K41/02GK2817201SQ200520114329
公开日2006年9月13日 申请日期2005年7月26日 优先权日2005年7月26日
发明者查振国, 王新志, 佘梅卿, 乔荣娜, 杨玉山 申请人:中国石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技术研究院