[实用新型]井下旋转电机驱动的无杆采油系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田采油技术领域，特别涉及无杆采油，是一种井下旋转电机驱动的无杆采油系统。适用于定向井、斜井易发生杆管偏磨的采油井。

背景技术

目前，在机械采油中，抽油机有杆泵举升系统以其结构简单、技术成熟、可靠耐用、适应性广等优势占据了主导地位，约占人工举升井数的90％左右。但也存在一些不足之处：首先，抽油杆与油管之间存在固有的往复偏磨问题。随着油田含水的上升、泵挂的加深和特殊轨迹井的增多，这一问题变得越来越严重。其次，过多的传动环节、以及需要克服抽油杆本身重量及弹性变形要消耗一部分功率，最终导致抽油机有杆泵系统效率降低、维护工作量加大，增加了原油的开采成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种井下旋转电机驱动的无杆采油系统，实现井下电机驱动抽油泵举升原油。与抽油机有杆泵采油系统相比，从根本上消除了杆管偏磨问题，减少了传动环节，提高采油效率。

本实用新型采用的技术方案是：井下旋转电机驱动的无杆采油系统，主要由压力平衡装置、三相异步旋转电机、机械转换机构、下缸筒和下堵头组成。其特征在于：压力平衡装置包括上隔环、呼吸孔、平衡活塞和上缸筒，上缸筒顶部有螺纹，能与油管连接，上缸筒壁上开有呼吸孔，在上缸筒内有平衡活塞，平衡活塞套在电机轴的外壁上。上缸筒的下端固定有三相异步旋转电机，三相异步旋转电机的电机轴中心有轴向通孔，电机轴上端延伸到上隔环以上。在三相异步旋转电机的下端固定有下缸筒，下缸筒的下端固定有下堵头。机械转换机构在下缸筒内，机械转换机构包括联轴器、螺母和丝杠。联轴器上端与电机轴下端连接，联轴器下端与螺母上端连接。螺母与丝杠采用螺纹配合，丝杠的下端穿过下堵头中心孔。

为了提高密封性，在丝杠与下堵头之间有密封圈。

相异步旋转电机5由端盖、电机外壳、定子和转子四部分组成，电机总长2.2m，电机外壳外径108mm、内径98mm。定子由定子铁心和定子绕组组成，定子铁心用0.5mm的硅钢片叠压而成，定子绕组线为直径2.5mm的圆铜线。转子由转子铁心和转子绕组组成，转子铁心用0.5mm的硅钢片叠压而成，转子绕组采用笼形绕组，即在转子铁心的每一个槽中插入一根铜导条，在铜导条两端各用一个铜环把导条连接起来，铜导条直径5.3mm。装配时将三相异步旋转电机5的端盖用螺纹连接在电机外壳的一端，然后将定子装入电机外壳中，再将转子插入定子中心孔中，最后在电机外壳的另一端用螺纹连接端盖。

简述井下旋转电机驱动的无杆采油系统的工作原理和工作过程，有利于理解本实用新型。

参阅图1。压力平衡装置起到平衡压力差作用，确保系统内外的压力平衡。三相异步旋转电机5在系统的中部，通过电缆供电产生旋转运动。机械转换机构在系统下部，通过与电机轴6连接的螺母8将电机轴6的旋转运动转换为丝杠10的往复直线运动。螺母8与联轴器7连接做旋转运动，丝杠10做直线往复运动。丝杠10做直线往复运动能带动下部的抽油泵柱塞往复运动，把地层的液体抽汲出来。丝杠10和电机轴6均设计有中心孔，井下液体能通过丝杠10和电机轴6的中心孔，进入到上部油管内，最后到达地面。

上行程时，三相异步旋转电机5正向旋转，通过联轴器7带动螺母8正向旋转，丝杠10向上运动，丝杠10下部连接的抽油泵柱塞上行，固定阀打开、游动阀关闭，完成抽油泵的吸入过程；下行程时，三相异步旋转电机5反向旋转，通过联轴器7带动螺母8反向旋转，丝杠10向下运动，抽油泵柱塞下行，固定阀关闭、游动阀打开，完成抽油泵的排出过程。

本实用新型的有益效果：本实用新型井下旋转电机驱动的无杆采油系统，将旋转电机置于井下，通过丝杠将电机的旋转运动转换为直线往复运动，从而驱动抽油泵实现举升抽油。与抽油机有杆泵采油系统相比，取消了抽油杆，从根本上消除了管杆偏磨问题；实现了电机轴到抽油泵柱塞的“零传动”，消除了冲程损失，有利于提高抽油泵泵效和系统效率；应用数控方式调整运行参数，降低了后期运行维护成本和工人劳动强度；不需要抽油机、井口占地面积少。

附图说明

图1是本实用新型井下旋转电机驱动的无杆采油系统结构剖面示意图。

图中，1.上隔环，2.呼吸孔，3.平衡活塞，4.上缸筒，5.三相异步旋转电机，6.电机轴，7.联轴器，8.螺母，9.下缸筒，10.丝杠，11.下堵头，12.密封圈。

具体实施方式

实施例1：以一个外径108mm、长度6.7m的井下旋转电机驱动的无杆采油系统为例，对本实用新型作进一步详细说明。