專利名稱：直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，尤其涉及一種直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
螺桿泵是油田重要的舉升設(shè)備，特別適合于高黏稠、高含氣、高含砂、高含水以及低產(chǎn)油井的原油開采，能有效地克服氣鎖、砂卡等現(xiàn)象，因此被廣泛使用。目前，螺桿泵多是通過地面驅(qū)動(dòng)裝置為螺桿泵提供動(dòng)力。常見的地面驅(qū)動(dòng)裝置由動(dòng)力電機(jī)、皮帶、皮帶輪及減速器等組成，利用動(dòng)力電機(jī)提供轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力，并在皮帶輪、皮帶及減速器的帶動(dòng)下驅(qū)動(dòng)螺桿泵正常工作。但利用這種地面驅(qū)動(dòng)裝置作為螺桿泵的動(dòng)力裝置，其正常工作時(shí)處于低負(fù)荷狀態(tài)，而啟動(dòng)時(shí)又需要高轉(zhuǎn)矩，因此與之相配套的動(dòng)力電機(jī)長(zhǎng)期以來存在配置偏大的問題，從而造成了動(dòng)力電機(jī)工作效率低，能耗大；同時(shí)由于需要通過皮帶輪、皮帶和減速器進(jìn)行傳動(dòng)，因此會(huì)使得動(dòng)力電機(jī)至少有20%的功率被浪費(fèi)掉，從而進(jìn)一步降低了動(dòng)力電機(jī)的效率，造成能源浪費(fèi)
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其有效地提高了驅(qū)動(dòng)裝置的工作效率，降低了能耗，節(jié)能效果好。本實(shí)用新型提供的一種直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，包括殼體和空心轉(zhuǎn)軸，所述空心轉(zhuǎn)軸沿縱向方向貫穿所述殼體，且位于所述殼體的中部；所述空心轉(zhuǎn)軸的外壁套接有永磁轉(zhuǎn)子，所述永磁轉(zhuǎn)子的外側(cè)設(shè)置有定子繞組；所述永磁轉(zhuǎn)子和所述定子繞組均置于所述殼體內(nèi)?？蛇x的，還包括控制器，所述控制器與所述定子繞組相連。可選的，所述永磁轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度為270mm 350mm,所述定子繞組的長(zhǎng)度為270mm 350mm,且所述永磁轉(zhuǎn)子與所述定子繞組的長(zhǎng)度相同?？蛇x的，所述永磁轉(zhuǎn)子和所述定子繞組的長(zhǎng)度均為270mm?？蛇x的，所述永磁轉(zhuǎn)子和所述定子繞組的長(zhǎng)度均為333mm?？蛇x的，所述空心轉(zhuǎn)軸的內(nèi)壁設(shè)置有密封套管。可選的，所述殼體包括本體、上端蓋和下端蓋，所述上端蓋沿縱向方向置于所述本體的上端，所述下端蓋沿縱向方向置于所述本體的下端；所述空心轉(zhuǎn)軸沿縱向方向貫穿所述上端蓋和所述下端蓋?？蛇x的，所述空心轉(zhuǎn)軸與所述上端蓋相接處設(shè)置有軸承，所述空心轉(zhuǎn)軸與所述下端蓋相接處設(shè)置有軸承?？蛇x的，所述本體的外壁上形成有散熱片?？蛇x的，所述上端蓋與所述本體通過螺栓固定。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其將光桿置于空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)，利用定子繞組和永磁轉(zhuǎn)子形成電動(dòng)機(jī)，從而直接帶動(dòng)光桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了直接驅(qū)動(dòng)，提高了驅(qū)動(dòng)裝置的工作效率，降低了能耗，節(jié)能效果明顯。同時(shí)，省去了皮帶、皮帶輪的設(shè)置，減少了傳動(dòng)裝置的設(shè)置，從而簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，便于日常的檢修、維護(hù)方便，并減少了設(shè)備的占地面積，節(jié)省了土地資源；當(dāng)發(fā)生卡井、反轉(zhuǎn)時(shí)，不再有皮帶輪飛出傷人的情況，從而保證生產(chǎn)的安全。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，利用控制器可有效控制定子繞組，當(dāng)發(fā)生卡井時(shí)，控制器可將定子繞組與驅(qū)動(dòng)器斷開，同時(shí)將定子繞組與能耗電阻短接，當(dāng)螺桿泵發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組和永磁轉(zhuǎn)子形成發(fā)電機(jī)，并將發(fā)出的電在能耗電阻上消耗，即把螺桿泵的光桿變形產(chǎn)生的形變勢(shì)能轉(zhuǎn)化成能耗電阻上的熱能消耗，永磁轉(zhuǎn)子便會(huì)緩慢反轉(zhuǎn)直至停止，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)，光桿阻尼減速直至停下，能有效地防止光桿脫扣，從而保證設(shè)備的安全可靠和人員安全。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，通過增長(zhǎng)永磁轉(zhuǎn)子和定子繞組的長(zhǎng)度，保證了足夠的扭矩，減少了因扭矩不足造成過熱現(xiàn)象的產(chǎn)生。在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，在空心轉(zhuǎn)軸的內(nèi)壁設(shè)置密封套管，有效地保護(hù)光桿，避免光桿發(fā)生磨損，進(jìn)而有效地提高設(shè)備的可靠性。
為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式
或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
1-殼體，101-本體，102-上端蓋，103-下端蓋，104-散熱片；2-空心轉(zhuǎn)軸，201-聯(lián)軸器，202-方卡子；3-永磁轉(zhuǎn)子；4_定子繞組；5_控制器；6_密封套管；7_軸承；8_螺栓；9-光桿。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，基于本實(shí)用新型中的具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本實(shí)用新型所保護(hù)的范圍。在描述具體實(shí)施方式
前，規(guī)定直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置安裝后垂直于地面的方向?yàn)榭v向方向，靠近地面的一端為下端，遠(yuǎn)離地面的一端為上端。如圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，包括殼體I和空心轉(zhuǎn)軸2，空心轉(zhuǎn)軸2沿縱向方向貫穿殼體I，且位于殼體I的中部；空心轉(zhuǎn)軸2的外壁套接有永磁轉(zhuǎn)子3，永磁轉(zhuǎn)子3的外側(cè)設(shè)置有定子繞組4 ;永磁轉(zhuǎn)子3和定子繞組4均置于殼體I內(nèi)。[0034]其將光桿9置于空心轉(zhuǎn)軸2內(nèi)，利用聯(lián)軸器201和方卡子202將光桿9與空心轉(zhuǎn)軸2的上端連接固定，然后再利用定子繞組4和永磁轉(zhuǎn)子3形成電動(dòng)機(jī)，從而直接帶動(dòng)光桿9旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)螺桿泵的抽油桿旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)了直接驅(qū)動(dòng)，提高了驅(qū)動(dòng)裝置的工作效率，降低了能耗，節(jié)能效果明顯。其單井有功節(jié)電率41. 95%，無功節(jié)電率97. 52%，綜合節(jié)電率45. 27%，效率提高7. 71%，單井年節(jié)電量35808. 98千瓦時(shí)，每年節(jié)省電費(fèi)20053. 03元(按
0.56/度計(jì)算)。同時(shí)，省去了皮帶、皮帶輪的設(shè)置，減少了傳動(dòng)裝置的設(shè)置，從而簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，便于日常的檢修、維護(hù)方便，并減少了設(shè)備的占地面積，節(jié)省了土地資源；當(dāng)發(fā)生卡井時(shí)，抽油桿反轉(zhuǎn)時(shí)，不再有皮帶輪飛出傷人的情況，從而保證生產(chǎn)的安全。本實(shí)施例中，螺桿泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，井下抽油桿積累了一部分形變勢(shì)能。因此，當(dāng)螺桿泵突然停機(jī)或發(fā)生卡井時(shí)，由于抽油桿還在高度旋轉(zhuǎn)，從設(shè)備斷電到抽油桿停轉(zhuǎn)之間存在一定的響應(yīng)時(shí)間，在這個(gè)響應(yīng)時(shí)間內(nèi)抽油桿還會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)一定角度，如果響應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)，抽油桿旋轉(zhuǎn)角度過大后，形變勢(shì)能積累過大，會(huì)造成光桿9折斷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成傷人事故。為此，可在設(shè)備的電路上設(shè)置一變頻器，從而提高抽油桿停轉(zhuǎn)的響應(yīng)時(shí)間，從而有效地避免了抽油桿因停轉(zhuǎn)之前旋轉(zhuǎn)角度過大而造成的折斷，進(jìn)而保證了整個(gè)設(shè)備的安全運(yùn)行，保證了安全生產(chǎn)。本實(shí)施例中，螺桿泵在停機(jī)或發(fā)生卡井時(shí)，抽油桿在停轉(zhuǎn)后，在抽油桿內(nèi)積累了很大的形變勢(shì)能，抽油桿會(huì)在形變勢(shì)能的作用下，發(fā)生高速反轉(zhuǎn)；由于抽油桿與光桿9是通過螺紋連接的，如果發(fā)生高速反轉(zhuǎn)，勢(shì)必會(huì)造成抽油桿脫口 ；為此，還可設(shè)置一個(gè)控制器5，控制器5與定子繞組4相連。當(dāng)發(fā)生突然停機(jī)或卡井時(shí)，控制器5可將定子繞組4與驅(qū)動(dòng)器斷開，同時(shí)將定子繞組4與能耗電阻短接，當(dāng)抽油桿帶動(dòng)光桿9發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組4和永磁轉(zhuǎn)子3形成發(fā)電機(jī)，并將發(fā)出的電在能耗電阻上消耗，即把螺桿泵的光桿9變形產(chǎn)生的形變勢(shì)能轉(zhuǎn)化成能耗電阻上的熱能消耗，永磁轉(zhuǎn)子3便會(huì)緩慢反轉(zhuǎn)直至停止，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)，光桿9阻尼減速直至停下，能有效地防止光桿9脫扣，從而保證設(shè)備的安全可靠和人員安全。本實(shí)施例中，永磁轉(zhuǎn)子3沿縱向方向的長(zhǎng)度選用范圍為270mm 350mm，定子繞組4沿縱向方向的長(zhǎng)度選用范圍為270mm 350mm，且永磁轉(zhuǎn)子3與定子繞組4的長(zhǎng)度相同，從而更好的為螺桿泵提供動(dòng)力。其中優(yōu)選的，永磁轉(zhuǎn)子3和定子繞組4的長(zhǎng)度均為270mm ;從而有效地保證永磁轉(zhuǎn)子3和定子繞組4組成的電動(dòng)機(jī)為螺桿泵提供足夠的動(dòng)力。進(jìn)一步優(yōu)選的，永磁轉(zhuǎn)子3和定子繞組4的長(zhǎng)度均為333mm ;其在270mm的基礎(chǔ)上加長(zhǎng)了 63mm，從而使得扭矩增大了約1/3，保證了足夠的扭矩，減少了因扭矩不足造成過熱現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時(shí)永磁轉(zhuǎn)子3和定子繞組4采用耐高溫材料制成，從而能夠有效地延緩?fù)舜?，進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。本實(shí)施例中，螺桿泵通常是在空曠的油田內(nèi)使用，其工作環(huán)境惡劣，經(jīng)常會(huì)受到風(fēng)沙的襲擾，因此還可在空心轉(zhuǎn)軸2的內(nèi)壁設(shè)置有密封套管6，利用密封套管6與空心轉(zhuǎn)軸2形成機(jī)械靜密封，從而保證了灰塵不會(huì)從空心轉(zhuǎn)軸2的上端進(jìn)入空心轉(zhuǎn)軸2內(nèi)，進(jìn)而避免了定子繞組4的線圈損壞的問題；同時(shí)也保證了灰塵不會(huì)進(jìn)入空心轉(zhuǎn)軸2與光桿9之間，防止了光桿9的磨損，避免光桿9發(fā)生磨損，進(jìn)而有效地提高設(shè)備的可靠性。[0043]本實(shí)施例中，為了便于生產(chǎn)制造，殼體I可采用分體結(jié)構(gòu)，殼體I包括本體101、上端蓋102和下端蓋103,上端蓋102沿縱向方向置于本體101的上端,下端蓋103沿縱向方向置于本體101的下端；空心轉(zhuǎn)軸2沿縱向方向貫穿上端蓋102和下端蓋103 ;進(jìn)一步有選的上端蓋102與本體101通過螺栓8固定。本實(shí)施例中，為了便于空心轉(zhuǎn)軸2的旋轉(zhuǎn)，還可在空心轉(zhuǎn)軸2與上端蓋102相接處設(shè)置有軸承7，空心轉(zhuǎn)軸2與下端蓋103相接處設(shè)置有軸承7，利用軸承7可使得空心轉(zhuǎn)軸2更好地旋轉(zhuǎn)，同時(shí)還可提高設(shè)備的密封效果，有效地防止?jié)櫥屯庑梗娱L(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。本實(shí)施例中，為了更好地起到散熱作用，還可在本體101的外壁上形成有散熱片104，通過散熱片104對(duì)殼體I進(jìn)行散熱，從而能夠有效地延緩?fù)舜?，進(jìn)而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施方式及實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施方式及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述實(shí)施方式或?qū)嵤├涊d的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施方式或?qū)嵤├夹g(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，包括殼體和空心轉(zhuǎn)軸，所述空心轉(zhuǎn)軸沿縱向方向貫穿所述殼體，且位于所述殼體的中部； 所述空心轉(zhuǎn)軸的外壁套接有永磁轉(zhuǎn)子，所述永磁轉(zhuǎn)子的外側(cè)設(shè)置有定子繞組； 所述永磁轉(zhuǎn)子和所述定子繞組均置于所述殼體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，還包括控制器，所述控制器與所述定子繞組相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述永磁轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度為270mm 350mm,所述定子繞組的長(zhǎng)度為270mm 350mm,且所述永磁轉(zhuǎn)子與所述定子繞組的長(zhǎng)度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述永磁轉(zhuǎn)子和所述定子繞組的長(zhǎng)度均為270_。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述永磁轉(zhuǎn)子和所述定子繞組的長(zhǎng)度均為333mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述空心轉(zhuǎn)軸的內(nèi)壁設(shè)置有密封套管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述殼體包括本體、上端蓋和下端蓋，所述上端蓋沿縱向方向置于所述本體的上端，所述下端蓋沿縱向方向置于所述本體的下端； 所述空心轉(zhuǎn)軸沿縱向方向貫穿所述上端蓋和所述下端蓋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述空心轉(zhuǎn)軸與所述上端蓋相接處設(shè)置有軸承，所述空心轉(zhuǎn)軸與所述下端蓋相接處設(shè)置有軸承。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述本體的外壁上形成有散熱片。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述上端蓋與所述本體通過螺栓固定。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，包括殼體和空心轉(zhuǎn)軸，空心轉(zhuǎn)軸沿縱向方向貫穿殼體，且位于殼體的中部，空心轉(zhuǎn)軸的外壁套接有永磁轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子的外側(cè)設(shè)置有定子繞組，永磁轉(zhuǎn)子和定子繞組均置于殼體內(nèi)；本實(shí)用新型提供的直驅(qū)式螺桿泵驅(qū)動(dòng)裝置，其將光桿置于空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)，利用定子繞組和永磁轉(zhuǎn)子形成電動(dòng)機(jī)，從而直接帶動(dòng)光桿旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了直接驅(qū)動(dòng)，提高了驅(qū)動(dòng)裝置的工作效率，降低了能耗，節(jié)能效果明顯。
文檔編號(hào)H02K11/00GK202906659SQ20122059665
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者石玉慶, 王巍 申請(qǐng)人:石玉慶