专利名称：潜油直线电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种潜油直线电+几具体涉及一种用于油井下工 作的潜油直线电机。
背景技术：
公知的抽油设备主要是梁式抽油机-抽油泵装置，整套设备分为 地面、井下和联系地面和井下的中间部分，但其都是机械采油。由于 油井开采条件复杂多变，随着井深和产量的不断增加，这种抽油机重 量大、事故多、排量低的缺点变得非常明显，其缺点具体如下
1、 高耗能传统机械采油由于机械结构很复杂，电机功率因数 很低， 一般要20%_50%之间；又由于要有长的抽油杆，抽油杆每1000
米上下抽动时约有0. 6-1. 2米的弹性形变，严重影响到系统效率。
2、 容易产生偏磨由于大多油田的井深都在千米以上，抽油杆 被磨断时的发生，严重影响了系统的可靠性。
3、 不环保，噪声大；在海上采油时由于原油外泄，会造成原油 对海洋的污染。
4、系统复杂系统主要模块各自分开，系统协调性很差，并且不 便一起控制。
由于潜油直线电机能够将电能直接转化为直线往复运动而不需要中间传动结构，无论是在井上还是井下对抽油机进行改造，均有利 于减少传动机构空间尺寸，提高机采效率，其优点具体如下
1、 节少能源潜油直线电机主要是动子在定子内作直线运动， 其结构很简单，电机功率因数很相对传统系统高，因此节能；由于没 有长的抽油杆、齿轮减速和游梁等，系统效率大大增强；平均节能达 50%,节省了大量能源。
2、 无偏磨由于没有长的抽油杆，也就没有了偏磨问题了，系
统的可靠性大大增强。
3、 由于电机在地下，所心噪声小；在海上采油时由于没有外漏， 不会造成原油对海洋的污染。
4、 系统简单，系统主要模块潜油潜油直线电机与潜油泵装成一
体，系统协调性很好，便于实现智能控制。
现有的直线电机的动子， 一般都包括轴、套设在轴上的磁环、钢 环组成，由于采用潜油直线电机在地下开采石油，故对潜油直线电机
的次级(动子)存在许多要求首先是需要具有耐磨措施，以便做好 磁环和钢环的保护，防止磁环和钢环在长期的潮湿的地面下被腐蚀， 从而生锈。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种保护潜油直线电机的次级 (动子)不易腐蚀、并能耐磨的潜油直线电机。
本实用新型采用的技术方案是 一种潜油直线电机，包括定子及 在该定子内作直线运动的动子，所述动子包括轴、阵列并交替套设在该轴上的多个磁环与多个钢圆环，所述轴上还套设有位于磁环与钢 圆环端部的轴承，在所述磁环与钢圆环外套设有套环，并在轴承与套 环的结合处设有密封环，所述套环、密封环及轴承形成密封环境。
其中，所述套环由耐腐蚀材料制成。
其中，所述密封环为0型圈。
其中，所述轴承的外径大于套环的外径。
其中，所述轴承由套设在轴上的钢轴承环及位于钢轴承环表面的 耐磨轴承环组成。
其中，所述钢轴承环的端部呈台阶状，所述密封圈套设在钢轴承 的台阶上。
其中，所述耐磨环的材料为耐磨合金层或陶瓷或硬质合金。 其中,在所述轴上还套设有支撑轴的轴向排列强度的压紧螺母。 本实用新型有益的技术效果是
由于在动子的磁环与钢环的表面套设有套环，并同时通过密封环 来加强其密封效果，从而可以有效的将磁环与钢环与外界隔绝，即使 长期在地下工作，外界的水、油等杂质不会对其产生腐蚀等，进而保 证了动子的工作环境，避免对动子的检测、维修，节约费用，使动子 能长时间在定子内作直线运动正常工作。
图1为本实用新型具体实施方式
的潜油直线电机的结构示意图； 图2为本实用新型具体实施方式
的潜油直线电机的定子的结构 示意图；图3为本实用新型具体实施方式
的动子的结构-示'意屈； 图4为图3中的轴承的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式并结合附图对本实用新型做进一步详 细说明。
如图1所示本实用新型主要涉及一种用于油井下工作的潜油直 线电lfl可将位于地面下的原油泵到地面，本直线电机包括定子l(一 般为初级)和在该定子1内作上下直线运动的动子2 (—般为次级)。
如图2，所述定子1包括定子外管9、定子内管11、阵列排布的 多个硅钢环15及多个线圈14、以及两个环形接头IO，其中，定子外 管9和定子内管11可采用钢管，所述线圈14为环形。
阵列排布的多节硅钢环15和多个线圈14轴向套设在定子外管9 和定子内管ll管体之间，并环套在定子内管ll上，且各硅钢环15 和线圈14沿轴向以相互交错的形式排布。阵列排布的线圈14按三相 排列成星形或三角形连接线圈。
每一接头10设置于定子外管9、定子内管ll的一个端部，所述 接头10与定子外管9、定子内管ll紧配合，在接头10与定子内管 11相接的内周面以及接头10与定子外管9相接的外周面上均开设有 环形槽121，槽121内装配有密封圈12，本实施例中，该密封圈12 为0型环。由于在接头10分别与定子外管9及定子内管11之间均设 有密封圈12，从而所述接头10与所述定子外管9和定子内管11紧 配合以在三者之间形成密封腔，以阻隔外部油、水等杂质的进入，保 证了腔体内的硅钢环15和环形线圈14工作环境。为确保机械强度，定子内管ll采用薄壁式钢管。另外，定子内 管11既可以是一体化的长管，也可以是由多根短管分段相接构成。
如图2所示，优选的实施例中，将接头10与定子外管9的外周 面的相接部位22，以及接头10与定子内管11的外周面的相接部位 23进行焊接，使其成为无缝状态，其可采用焊接性极佳的激光焊或 氩弧焊，也可以采用其它焊接方式，也保证了定子l在密封的环境。
为增强绝缘性能与强度，线圈14用高绝缘胶类或塑料类固化， 形成高强度与高绝缘性能的外壳。在定子外管9和定子内管11之间 填灌如高绝缘胶或塑料等绝缘材料29，图2中只是简单示意了绝缘 材料29的示意图，其实绝缘材料是填充在定子外管9和定子内管11 之间，不仅仅只是图2示意的一部分，其成形后覆盖住线圈14和硅 钢环15。
由于本实用新型的潜油直线电机在定子外管9和定子内管11之 间填充有绝缘材料29，从而确保了定子内部励磁部件的高绝缘性和密 封效果，进一步阻隔了外部油、水等的进入，更加保证了位于定子内 部的动子在无妨碍的条件上作上下直线运动，保证潜油直线电机的正 常稳定工作。
为了使外部的控制系统(图未示)能通过本潜油直线电机的引出 电缆线20控制电机运动，在一个接头10中开有出线孔106，电机巻 线引出线18从该出线孔106引出。所述出线孔106可沿轴向开设。 电机巻线引出线18与电机引出电缆线20的连接端21设置在出线孔 106内，优选在出线孔106内将该连接端用螺丝或胶固化，从而确保 接线强度与连接处的密封性。电机引出电缆线20的接头部201连接控制系统。也可在一个接头10中开有出线槽，电机巻线'引出线18从 该出线槽引出。
如图3和图4所示，所述动子2在定子1内作直线运动，包括 轴25、阵列并交替套设在该轴25上的多个磁环3、多个钢圆环4及 多个耐磨轴承8，且还在轴25上设有增强轴25的轴向排列强度的压 紧螺母6，并在所述磁环3与钢圆环4外套设有耐腐蚀材料做的套环 5，该在所述套环5的端部设有密封环7，所述密封环7位于套环5 与轴承8的接合处，实际上，密封环7套设在轴承8上，该密封环7 为0型密封环。
所述耐磨轴承8的外径比磁环3、钢圆环4及套环5的外径大， 起到保护磁环3与钢圆环4的作用。
所述轴承8由套设在轴25上的钢轴承环81及位于钢轴承环81 表面的耐磨轴承环82组成，其中，所述钢轴承环81的端部呈台阶状， 即，设有台阶811，所述密封环7套设在钢轴承环81的台阶811上； 所述耐磨环82的材料为耐磨合金层或陶瓷或硬质合金，以减小磨擦 系数。
由于本潜油直线电机在油井下工作，而故需要对动子2具有耐磨 措施，保护好动子2的磁环3与钢圆环4，故通过在磁环3与钢圆环 4外加耐腐蚀材料的套环5，同时在套环5的两端与轴承8的接合处 加设密封环7，从而在套环5、密封圈7及轴承8形成密封环境，磁 环3和钢圆环4位于该密封环境,从而可防止外界的油、水等杂质进 入磁环3和钢圆环4内，保证了动子2的工作环境，避免对动子的检 测、维修，节约费用，使动子能长时间在定子内作直线运动正常工作如图1所示，上述潜油直线电机的工作原理如下 由于本实用新型的潜油直线电机在油井下工作，并与抽油泵连 接。本实用新型通过在其定子l的定位内管、定位外管端部设置有接 头，该接头均通过密封圈与定子内管、定子外管紧配合并与定子内、 外管共同形成一密闭腔室，确保了对设置于定子内管、定子外管之间 的硅钢环和线圈的密封性能。当定子1的线圈14线圈14通三相电
后，线圈14、与其配合布置的硅钢圆环15将产生定子行波磁场，与 动子2相互作用后，同时将电磁能传递给动子2的磁环3与钢圆环4， 以将电磁能转换成动子2的机械倉^产生推力使动子2在定子1内上 下运动。从而带动抽油泵上下运动，可将地下原油通过抽油泵被源源 不断抽到抽油管内，并从抽油管输送到地面装置内。本实用新型的潜 油直线电机可使定子保持完全密封，阻隔了外部油、水等的进入，从 而保证了位于定子内部的动子在无妨碍的条件下作上下运动，由于无 需传统的长的抽油杆，大大提高了系统工作效率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一 步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对 于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来i兑在不脱离本实用新 型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于 本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种潜油直线电机，包括定子及在该定子内作直线运动的动子，所述动子包括轴、阵列并交替套设在该轴上的多个磁环与多个钢圆环，其特征在于所述轴上还套设有位于磁环与钢圆环端部的轴承，在所述磁环与钢圆环外套设有套环，并在轴承与套环的结合处设有密封环，所述套环、密封环及轴承形成密封环境。
2. 如权利要求l所述的潜油直线电机，其特征在于所 述套环由耐腐蚀材料制成。
3. 如权利要求l所述的潜油直线电机，其特征在于所 述密封环为0型圈。
4. 如权利要求l所述的潜油直线电机，其特征在于所述 轴承的外径大于套环的外径。
5. 如权利要求l所述的潜油直线电机，其特征在于所述 轴承由套设在轴上的钢轴承环及位于钢轴承环表面的耐磨轴承 环组成。
6. 如权利要求5所述的潜油直线电机，其特征在于所述 钢轴承环的端部呈台阶状，所述密封圈套设在钢轴承的台阶上。
7. 如权利要求5所述的潜油直线电机，其特征在于所述 耐磨环的材料为耐磨合金层或陶瓷或硬质合金。
8. 根据权利要求l所述的潜油直线电机，其特征在于在 所述轴上还套设有支撑轴的轴向排列强度的压紧螺母。
专利摘要一种潜油直线电机，包括定子及在该定子内作直线运动的动子，所述动子包括轴、阵列并交替套设在该轴上的多个磁环与多个钢圆环，在所述磁环与钢圆环外套设有套环。在所述套环的端部设有密封环。由于在动子的磁环与钢环的表面套设有套环，并同时通过密封环来加强其密封效果，从而可以有效的将磁环与钢环与外界隔绝，即使长期在地下工作，外界的水、油等杂质不会对其产生腐蚀等，进而保证了动子的工作环境，避免对动子的检测、维修，节约费用，使动子能长时间在定子内作直线运动正常工作。
文档编号H02K5/12GK201328033SQ20082023491
公开日2009年10月14日 申请日期2008年12月9日 优先权日2008年12月9日
发明者付晓辉, 王光能, 王国元, 王新忠, 高云峰 申请人:深圳市大族精密机电有限公司