一種用于石油井下的管形永磁式直線電機，它由上接頭、外殼、永磁體、電樞線圈、接頭等組成。采用外磁式結構，外殼內有固定的永磁體，永磁體內有電樞。電樞線圈繞制在中空的鋼質芯管上的環形齒槽中，芯管中流過電泵舉升的井液，及時把線圈中熱量帶走；電樞內外采用連通孔加平衡膠塞的軟密封形式，平衡電樞密封層內外壓差；采用柱狀拉伸彈簧作電氣連接線的依附體，通向電樞的電線固定在彈簧上；電機外殼采用分段式結構，兩段外殼的連接頭同時又作支承電樞的直線軸承。減小電樞的襯管厚度，提高管形直線電機的體積比，提高電機工作效率。改善了電樞的散熱條件。克服現有的管形直線電機承壓能力低、性能體積比低，散熱性差的不足。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種直線電機，特別涉及一種應用于油田開發井下的永磁式管形直線電機。本電機連接并驅動井下柱塞泵，實現無桿采油。
技術介紹
目前，公知的井下直線電機與柱塞泵結合構成直線電機驅動的采油泵，在石油井下舉升井液采油。如中國專利公開號為1563715的專利申請和公告號2677607的專利。一般直線電機驅動的采油泵，采用的電機電樞線圈為圓筒狀。電機永磁體穿過電樞線圈中心，并在電樞線圈中心內往復運動，即內磁式直線電機。由于受油井井筒深、空間細長，以及井下溫度高等特殊環境條件限制，對直線電機驅動的采油泵要求很高，對井下直線電機的技術要求更高?，F有的井下內磁式直線電機存在下列缺點和不足①電樞線圈的密封襯管厚，電樞線圈散熱條件差；②電樞線圈密封層內外承受壓差能力低，容易漏進井液造成絕緣擊穿；③電機空間利用率低，電機的性能體積比低；④運動狀態下，電樞電氣連接線的可靠性低；⑤磁路氣隙大，電機的效率低；⑥電樞線圈位置信號傳輸、檢測困難。
技術實現思路
本技術的目的是提供應用于井下的一種管形直線電機，是一種外磁式管形直線電機，該管形直線電機減小電樞的襯管厚度，提高管形直線電機的體積比和工作效率；改善電樞的散熱條件；在不增加導線的情況下把電樞的位置信號從井下傳到地面?？朔F有的內磁式管形直線電機承壓能力低、性能體積比低的缺點和不足。本技術解決其技術問題采用的技術方案是由上接頭、外殼、永磁體、隔環、連接頭、電樞芯管、電樞線圈、位置檢測開關、電樞密封襯管、電氣連線、依附彈簧、連通孔、下接頭等組成。其特征是外殼內有固定的永磁體。在永磁體內有電樞，電樞線圈繞置在中空的鋼質電樞芯管外表面上。這樣，電樞芯管與電樞線圈一起上下運動。電樞芯管中心流過采油泵舉升的井液，能及時把電樞線圈散發的熱量帶走，降低直線電機溫度。電樞芯管下端連接動力輸出軸。另外，在電樞線圈內部充填絕緣油，并采用連通孔加平衡膠塞的密封形式，平衡電樞線圈密封層內外的壓差，解決電樞密封襯管承壓能力低，電樞密封可靠性低，容易漏進井液造成絕緣擊穿的問題。由于平衡了密封襯管內外壓差，減小電樞密封襯管的厚度，減小磁路的氣隙長度，提高了電機的效率。第三，電樞線圈的位置不斷上下運動，與其連接的導線也要上下伸縮。采用截面為矩形的螺旋彈簧作電氣線的依附體，即電樞線圈的導線固定在螺旋彈簧上。第四，電機外殼采用分段式結構，兩段外殼之間有連接頭，兩段外殼的連接頭內有支承電樞的直線軸承，既方便永磁體的安裝又節省空間。為防止電源線纏繞，提高連接的絕緣性、可靠性。電源線與螺旋彈簧的固定方式為三根電源線并排在截面為矩形的螺旋彈簧片之上，采用電源線固定套固定。電樞芯管的外表面有環形齒槽，電樞線圈繞置在電樞芯管的外表面環形齒槽中。電樞芯管采用上芯管與下芯管組成，上芯管與下芯管之間采用芯管接頭連接，芯管接頭為圓筒狀，外表面有螺紋。本技術的有益效果是該直線電機外殼內有固定的永磁體。永磁體內為電樞，減小電樞的襯管厚度，提高管形直線電機的體積比，提高電機工作效率。改善了電樞的散熱條件。克服現有的管形直線電機承壓能力低、性能體積比低，散熱性差的不足。以下結合附圖和實施例對本技術進一步說明。附附圖說明圖1和附圖2是本技術的結構剖面示意圖；本技術較細長，采取分兩部分表示。附圖1是上半部分，附圖2是下半部分。圖3是電機外殼(10)的連接接頭(11)局部剖面構造圖，表示直線軸承的滾球(23)。電機連接接頭(11)同時又是直線軸承的外殼，直線軸承滾株(23)。連接接頭(11)與直線軸承做成一體可以節省空間。直線軸承的長度應當使得其兩端的磁環的距離與極距成整數倍。圖4是電樞內外平衡孔及膠塞(23)縱剖面構造圖。輸出軸(20)，平衡膠塞(25)，連通盤管(24)。當電樞由于溫度變化等原因內部填充的絕緣油發生體積變化時，平衡膠塞(25)在連通盤管內來回移動，既保持了電樞與井液的隔離又平衡電樞密封層內外的壓差，防止大壓差造成密封襯管變形。圖5是螺旋彈簧和導線(6)的橫截面剖面結構圖。圖中，(1)接箍，(2)變扣接頭，(3)電纜壓帽，(4)“O”形密封圈，(5)上接頭，(6)螺旋彈簧和導線，(7)紫銅墊，(8)隔環，(9)磁環，(10)外殼，(11)連接接頭，(12)軸套，(13)上芯管，(14)芯管接頭，(15)下芯管，(16)芯管套，(17)“O”形密封圈，(18)螺釘，(19)擋板，(20)輸出軸，(21)緩沖彈簧，(22)下接頭，(23)滾球，(25)平衡膠塞，(24)連通盤管，(26)螺旋彈簧，(27)導線，(28)導線絕緣層，(29)導線固定套。具體實施方式實施例見附圖1和附圖2。上接頭(5)上部螺紋連接油接箍(1)、變扣接頭(2)。變扣接頭(2)與上接頭3之間有‘O’形密封圈(4)。上接頭(5)的頂部，有電源線入口，電源線入口采用電纜壓帽(3)。上接頭(5)內頂部固定有螺旋彈簧與導線(6)。外殼(10)為圓筒狀，外殼(10)內有環狀永磁體(9)，永磁體(9)與隔環(8)間隔排列。上接頭(5)與外殼(10)之間螺紋連接，并有紫銅墊(7)密封。外殼(10)內固定的永磁體(9)是電機定子。在永磁體(9)內有電樞，電樞線圈繞置在中空的鋼質電樞芯管(13、15)外表面上。電樞芯管(13、15)分為上芯管(13)和下芯管(15)。上芯管(13)與下芯管(15)的外表面有環形齒槽，電樞線圈繞置在上芯管(13)與下芯管(15)的外表面有環形齒槽中。上芯管(13)與下芯管(15)之間采用圓筒狀、外表面有連接螺紋的芯管接頭(14)連接。電樞芯管下端連接有一個動力輸出軸(20)。外殼(10)分為3段組裝的，三段外殼(10)之間由連接接頭(11)連接。連接接頭(11)內有支承電樞的直線軸承，即滾珠(23)。為固定下芯管(15)，在下芯管(15)下端有芯管套(16)。芯管套(16)在外殼(10)內。芯管套(16)與下芯管(15)之間有‘O’型密封圈(17)。下芯管(15)下端采用螺釘(18)固定擋板(19)。外殼(10)的下端螺紋固定下接頭(22)。下接頭(22)內有片狀緩沖彈簧(21)。在電樞線圈內部充填絕緣油，并采用連通孔內有平衡膠塞(25)的密封形式，平衡電樞線圈密封層內外的壓差。隨井下溫度升高降低、或井下深度變化，產生直線電機內部壓力變化，平衡膠塞(25)隨壓力變化可以上下移動，平衡了密封襯管內外壓差。減小電樞密封襯管的厚度，減小磁路的氣隙長度，提高了電機的效率。權利要求1.一種管形直線電機，由上接頭(5)、外殼(10)、永磁體(9)、隔環(8)、連接接頭(11)、電樞芯管(13、15)、電樞線圈、電樞密封襯管、彈簧與螺旋導線(6)、下接頭(22)等組成，其特征在于外殼(10)內有固定的永磁體(9)，在永磁體(9)內有電樞，電樞線圈繞置在中空的鋼質電樞芯管(13、15)外表面上，電樞芯管(13、15)下端連接動力輸出軸(20)；在電樞線圈(13、15)內部充填絕緣油，采用連通孔加平衡膠塞(25)密封，通向電樞線圈的導線(27)固定在螺旋彈簧(26)上，電機外殼(10)采用分段式結構，兩段外殼(10)之間有連接接頭(11)，連接接頭(11)內有支承電樞的直線軸承。2.根據權利要求1所述的一種管形直線電機本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種管形直線電機，由上接頭（５）、外殼（１０）、永磁體（９）、隔環（８）、連接接頭（１１）、電樞芯管（１３、１５）、電樞線圈、電樞密封襯管、彈簧與螺旋導線（６）、下接頭（２２）等組成，其特征在于：外殼（１０）內有固定的永磁體（９），在永磁體（９）內有電樞，電樞線圈繞置在中空的鋼質電樞芯管（１３、１５）外表面上，電樞芯管（１３、１５）下端連接動力輸出軸（２０）；在電樞線圈（１３、１５）內部充填絕緣油，采用連通孔加平衡膠塞（２５）密封，通向電樞線圈的導線（２７）固定在螺旋彈簧（２６）上，電機外殼（１０）采用分段式結構，兩段外殼（１０）之間有連接接頭（１１），連接接頭（１１）內有支承電樞的直線軸承。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：查振國，王新志，佘梅卿，喬榮娜，楊玉山，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術研究院，
類型：實用新型
國別省市：41[中國|河南]
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