[发明专利]具有带机械锁定的定子叠片的电机的电潜泵(ESP)

说明书

技术领域

本发明涉及浸入在井孔流体中的井下泵送系统。更特别地，本发明涉及轴向固定的具有机械锚定特征的潜水泵定子。

背景技术

潜水泵送系统通常用于碳氢化合物生产井中，用于泵送在井孔内的流体到表面。这些流体通常是液体，包括生成的液体碳氢化合物和水。用于该应用中的一类系统采用电潜泵(ESP)。ESP典型地设置在生产管的长度端部，并具有电力驱动的电机。通常，电力可以经由电力电缆供应到泵电机。典型地，泵送单元设置在井孔中，正好位于打进在碳氢化合物生成区的穿孔的上面。从而该设置允许生产的流体流过泵送电机的外表面并提供冷却作用。

图1的侧视图提供了用于井孔流体的生产的电潜泵(ESP)系统，该井孔流体产自碳氢化合物钻孔。这里，ESP系统20表示为设置在井孔5中，其中该井孔5衬有壳体11。该井孔5穿过地层7并横断碳氢化合物生成区而形成。穿孔9形成为穿过壳体11并进入到周围地层7，从而允许夹带在地层7中的碳氢化合物进入到井孔5中。生产的碳氢化合物如箭头A所示从穿孔9中排出并进入到井孔5中。该ESP系统20包括在其最下端部分的泵电机22。邻近该泵电机22的是密封部分24。该密封部分24响应于周围压力并将周围压力传送到泵系统的内部，从而基本上使泵系统内部压力与周围的相等，以使横跨泵系统密封的压差最小。流体入口26提供在气体分离器28上，并构建用于接收其中的井孔生产流体，以传送到泵29。从泵29出来的该受压井孔流体流入到生产管30中以传送到表面，然后从表面传送用于精炼。从分离器中移除的气体典型地从泵送系统排出并返回到井孔中，在那里流到井头。

用于电潜泵系统的电机典型地通过在泵电机壳体内堆叠一连串定子叠片而形成。在定子叠片堆的顶部终端和底部终端处，在壳体内形成有凹槽。所述凹槽构建用于接收卡环，其中卡环内径从壳体内径延伸进入到泵电机中。电机的形成典型地包括插入位于壳体底部的卡环，然后在壳体内添加定子叠片堆。然后用压机或一些其他机械设备压缩叠片；在叠片还处于压力下时，插入停止卡环。在定子叠片堆上的压力释放之后，定子叠片堆将轻微回弹，并施加轴向力于顶部和底部卡环上，其中相对的力在相反的方向上。在卡环上的该力将在其长度上轻微地延伸壳体。在定子叠片堆和卡环上的残余力将叠片锁定在位，从而防止电机运行过程中叠片自转。

ESP泵电机还包括附接到泵电机轴上的转子。该转子也由相应的转子叠片组成。定子叠片堆和转子叠片堆包括沿着电机长度轴向地行进的开口，其中所述开口含有电线或其他导电元件，它们在每个转子和定子叠片堆中形成相应的绕组线圈。典型地，在定子叠片堆中的绕组线圈激发以形成电场，其通过磁场力在转子堆中产生旋转，这样相应地旋转泵电机轴。

发明内容

本发明包括一种电机，其包括：电机壳体；同轴地设置在电机壳体中的定子叠片堆；形成在该定子叠片堆的外径上的轴向延伸的凹槽；沿着该凹槽延伸且与所述定子叠片堆的叠片联接的条带；和固定到该电机壳体上并与该条带联接接合的锁定联接件。所述锁定联接件可以包括环，该环同轴地设置在电机壳体中且具有垂直于该环的轴线延伸从而与所述凹槽锁定接合的凸片部。所述环可以可选地固定到该电机壳体上。所述锁定联接件可以包括分别设置在该定子叠片堆的上端和下端上的相应的锁定环组件以及从所述锁定环组件延伸从而与所述凹槽锁定接合的凸片部，其中所述条带在所述凸片部的相应末端之间延伸。

这里还公开了一种用于潜水泵系统的电机的构造方法，包括：提供具有孔的圆柱形的壳体；将防止旋转的锁定装置固定在该壳体的所述孔内；和将定子叠片堆放置于该壳体内且与该锁定装置锁定接合，其中该定子叠片堆与该锁定装置的接合将该定子叠片轴向地锁定在该壳体内。

本发明还包括一种用于潜水泵系统的电机，包括：具有孔的圆柱形壳体；设置在所述壳体内的定子叠片堆，该定子叠片堆包括多个定子叠片；形成在该定子叠片堆中的纵向延伸的凹槽；能够通过该凹槽插入到该孔中的条带；和锚定在该壳体的所述孔中而不能旋转的锁定环，每个锁定环具有接合该凹槽的凸片部；其中该条带在所述凸片部之间延伸。

附图说明

本发明的一些特征和优点已经陈述，其他的将通过结合附图的描述而变得显而易见，其中：

图1是根据本发明的井下潜水系统的侧视图；

图2以侧面剖视图提供电潜泵电机的一部分；

图3是具有锁定环的实施方式的电潜泵电机的一部分的侧面剖视图；

图4是定子叠片的例子的顶视图；

图5是具有定子锁定环的电潜泵电机的实施方式的一部分的分解图。

具体实施方式