[发明专利]包括直线电机和双动水泵的潜水泵装置

说明书

本发明提供一种潜水泵装置，包括整合在单壳体内的用于井筒流体入口的过滤系统、重力气体分离器、用于连接到管道的头部、双动泵、直线电机、水力保护器和遥测系统。直线电机包括固定部分、工作体积填充有介电液体的定子和作为滑块的可动部分，可动部分包括沿直径与定子壳体中心轴线隔开的多个部分，并用于沿纵向轴线往复运动。双动泵包括两个柱塞对；泵的可动部分、柱塞与滑块部分机械连接；泵固定部分、气缸布置如下：一气缸位于电机定子中心部分，第二个气缸位于水力保护器内部固定部分。泵缸工作容积通过双动阀系统与外部环境和出口歧管连通。水力保护器安装在装置底部，并通过管状通道与定子工作容积连接，并通过填充和安全阀与外界环境连接。

技术领域

本发明涉及一种在机械工程领域的新型抽水装置，特别涉及包括由直线电机驱动的排量泵的设备，主要在石油生产领域用于从低产量井产生地层流体。

背景技术

在现有技术中，双动泵是已知的，如申请号为RU151393，F04B47/00的实用新型专利。该装置包括具有水力保护的潜水电动机、主泵致动器、以及通过杆与致动器连接的主泵。主泵包括彼此串联连接的两个操作缸，以及具有安装在其上的压力阀并通过杆相互连接的两个空心柱塞；下柱塞通过平滑杆与主泵的致动器连接；上柱塞上方的空腔通过上吸气阀与圆形环形空间连接；下柱塞下方的腔体通过下吸气阀与圆形环形空间连接；上柱塞下方的空腔与下柱塞上方的空腔连接，并且由外壳形成的旁路通道从外侧覆盖上气缸，其中，旁通通道与泵排出管连接。

该技术方案的缺点在于在电机和泵组件之间存在密封组件，从而增加了设备的长度。大量阀组件的存在降低了系统的可靠性。设备的外壳应设计用于液柱的总压力，这导致包括直径在内的设备尺寸增加，并且提高了对经受高压的制造部件和组件的材料和质量的要求。

由潜水电机驱动的双动泵是已知的，如申请号为US20150176574A1、F04B17/03、F04B47/06、F04B 49/22的专利。该装置包括由固定筒和活动柱塞组成的潜水井泵。安装在泵下方并与柱塞连接的潜水电机产生柱塞的往复运动。安装在柱塞下部的阀组件在向上移动时用井筒流体填充气缸，并且当向下移动时，将井泵的腔体填充至柱塞下方。

该技术方案的缺点还在于马达和泵部分之间存在密封组件，从而增加设备的长度；设备的外壳还应设计用于液柱的总压力，这导致包括直径在内的设备尺寸增加，并且提高了对经受高压的制造部件和组件的材料和质量的要求。

潜水电泵是已知的，如申请号为RU2521534C2、F04B 47/06、F04B 17/的专利。该装置包括内部配置有直线电机的配套电源外壳，直线电机包括不可移动的定子和空心流道；由定子、壳体和流道形成的电动机的腔体充满液体；所述流道被安装和构造成沿着所述定子的纵向轴线往复运动；与流道结合的圆柱形活塞、管道、入口和出口阀。流道具有密封的横向壁，其沿轴向形成两个空腔；在流道的至少一个空腔内设置有在外表面上具有密封组件的固定中空杆；杆的内腔与流道内腔连接，且和泵的操作室连接；泵的操作室分别通过入口阀和出口阀传递到泵送介质和出口管。

该技术解决方案的缺点是存在具有内部和外部工作表面的气缸，这需要提高加工精度并增加制造的复杂性，并且设备的外壳也应设计为液柱的总压力，这导致包括直径在内的设备尺寸增加，并且提高了对经受高压的制造部件和组件的材料和质量的要求。

所提供的发明的最接近的现有技术是包括线性马达和双动泵的潜水装置，如申请号为RU2535900C1、F04B 47/06的专利。该装置包括直线电机，其中可移动部分(流道)被配置成沿纵向轴往复运动，双动泵(工作元件)与流道机械连接。活塞、固定元件和阀箱位于电机两侧，形成泵的上、下部分，泵的操作室分别通过吸入阀和压力阀与外部环境和出口歧管相连。形成具有中心开口的流道；泵的工作元件(活塞)形成为中空圆筒；泵的固定元件也形成为中空圆筒，其工作表面与活塞的工作表面接触。泵的固定元件相对于活塞形成为内筒和外筒；泵的底部的操作室通过压力阀和流道中的中心孔与出口歧管连接。