一种永磁同步电机直驱的潜油泵

1.本发明涉及石油化工技术领域，具体为一种永磁同步电机直驱的潜油泵。


背景技术：

2.潜油泵的主要过流部件有进油室、叶轮和压油室。用来输送汽油、煤油、柴油，航空煤油等石油产品。并适用于陆地油库、油罐车等储油装置的油料输送。也可以用来输送海水、淡水等。
3.永磁同步电机直驱的潜油泵具有极高的压力，能够应用于石油开采领域，现有技术中将永磁同步电机插入到油井的底部，利用电机驱动顶部的每个离心泵进行转动，从而将油井内的石油向上进行输送，最终提供高压向外排出，但是由于油井深度较深，潜油泵长度较长，因此处于底部的电机部分在运行时仅依靠顶部的安装结构无法提供完全稳定的支撑效果，因此仍旧会发生晃动，该状态下长时间运行容易导致顶部的出油管道发生金属疲劳，所以需要定期进行维护检修，另一方面，仅通过离心泵将底部的石油抽出，会导致压力不稳定，且石油中裹挟的大体积杂质也会出现将进油室堵住的情况。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种永磁同步电机直驱的潜油泵，以解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了额外的增压设备，进一步提高了潜油泵的输送功率，稳定性更高，延长了维护检修的周期，降低了堵塞的概率。
5.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种永磁同步电机直驱的潜油泵，包括潜油泵本体，所述潜油泵本体包括多级离心泵、顶部驱动电机、底部驱动电机、破碎机构和稳定组件，所述潜油泵本体安装在油井内部，所述多级离心泵的顶部连接有出油管道，所述出油管道的顶部设置有出油口，所述多级离心泵的内部安装有进油室，所述进油室的底端安装有顶部驱动电机，所述顶部驱动电机与底部驱动电机部分固定为整体，且顶部驱动电机的输出轴部分依次从进油室和多级离心泵的内部向上穿过，所述底部驱动电机的输出端安装有底部输出轴，所述底部输出轴的末端安装有稳定组件，所述稳定组件的内部安装有多个定位组件，所述底部输出轴的表面安装有破碎机构。
6.进一步的，所述多级离心泵的下方设置有对接管道，所述对接管道的壳体部分与破碎机构的顶部相连接。
7.进一步的，所述出油管道、多级离心泵、对接管道以及进油室的内部相互连通且均安装在油井的内部。
8.进一步的，所述破碎机构包括破碎滚筒和转动环，所述破碎滚筒的底端设置有环形套壳，所述转动环安装在环形套壳的内部，所述破碎滚筒的表面开设有多个条形孔。
9.进一步的，所述条形孔的内部和外部均设置有破碎凸杆，所述破碎滚筒的顶部安装有第二轴承，且第二轴承的内圈部分与对接管道的表面相连接。
10.进一步的，所述转动环的内侧安装有增压桨叶，所述增压桨叶的内侧一端与底部
输出轴的表面固定连接，所述转动环和环形套壳的侧边均开设有对接螺孔，所述转动环通过使用螺丝穿过对接螺孔后固定在破碎滚筒内侧的底部。
11.进一步的，所述稳定组件包括转盘和第一轴承，所述第一轴承通过内圈部分固定连接在底部输出轴的末端，所述转盘的侧边安装有多个定位组件。
12.进一步的，所述转盘通过每个定位组件与油井的内壁相接触。
13.进一步的，所述定位组件包括顶块和凸块，所述转盘的侧边开设有多个滑槽，所述顶块均嵌装在滑槽的内部，所述滑槽内壁的两侧均开设有卡槽，所述卡槽的内部填装有凸块。
14.进一步的，所述凸块的后端安装有弹簧，所述弹簧的另一端与卡槽的内壁部分固定连接，所述凸块的前端呈倾斜结构，所述顶块的末端设置有防滑层，所述顶块通过防滑层按压在油井的内壁上。
15.本发明的有益效果：本发明的一种永磁同步电机直驱的潜油泵，包括潜油泵本体，所述潜油泵本体包括出油管道、出油口、油井、多级离心泵、破碎机构、稳定组件、对接管道、进油室、顶部驱动电机、底部驱动电机、底部输出轴、转盘、第一轴承、定位组件、顶块、防滑层、滑槽、卡槽、弹簧、凸块、破碎滚筒、条形孔、破碎凸杆、第二轴承、转动环、增压桨叶、环形套壳、对接螺孔。
16.1.该永磁同步电机直驱的潜油泵在底部安装有两组驱动电机，通过顶部驱动电机将油从进油室抽入并利用多级离心泵向上泵出，并借助底部驱动电机带动增压桨叶即可将下方的石油向上进行增压处理，从而进一步提高了进油室抽入石油的效率，提高了最终输送的压力。
17.2.该永磁同步电机直驱的潜油泵在底部安装有稳定组件，通过底部驱电机带动稳定组件转动，即可自动触发每个定位组件向外移出，从而将整个稳定组件定位在固定深度的井内，然后即可利用该组件对整个潜油泵的底部位置在水平方向上提供限位支撑效果，提高了整体的稳定性，降低晃动幅度。
18.3.该永磁同步电机直驱的潜油泵利用底部驱动电机带动整个破碎机构进行转动，即可在将底部的石油向进油室进行输送时，将进入到破碎机构内部的石油进行高速转动，利用条形孔外侧的破碎凸杆将石油内部混杂的大体积杂质进行清理，避免在进油室处发生堵塞。
附图说明
19.图1为本发明一种永磁同步电机直驱的潜油泵的外形的结构示意图；
20.图2为本发明一种永磁同步电机直驱的潜油泵内部的结构示意图；
21.图3为本发明一种永磁同步电机直驱的潜油泵稳定组件部分的俯视剖面图；
22.图4为本发明一种永磁同步电机直驱的潜油泵定位组件部分的剖面图；
23.图5为本发明一种永磁同步电机直驱的潜油泵破碎机构部分的结构示意图；
24.图中：1、出油管道；2、出油口；3、油井；4、多级离心泵；5、破碎机构；6、稳定组件；7、对接管道；8、进油室；9、顶部驱动电机；10、底部驱动电机；11、底部输出轴；12、转盘；13、第一轴承；14、定位组件；15、顶块；16、防滑层；17、滑槽；18、卡槽；19、弹簧；20、凸块；21、破碎滚筒；22、条形孔；23、破碎凸杆；24、第二轴承；25、转动环；26、增压桨叶；27、环形套壳；28、
对接螺孔。
具体实施方式
25.为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
26.请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种永磁同步电机直驱的潜油泵，包括潜油泵本体，所述潜油泵本体包括多级离心泵4、顶部驱动电机9、底部驱动电机10、破碎机构5和稳定组件6，所述潜油泵本体安装在油井3内部，所述多级离心泵4的顶部连接有出油管道1，所述出油管道1的顶部设置有出油口2，所述多级离心泵4的内部安装有进油室8，所述进油室8的底端安装有顶部驱动电机9，所述顶部驱动电机9与底部驱动电机10部分固定为整体，且顶部驱动电机9的输出轴部分依次从进油室8和多级离心泵4的内部向上穿过，所述底部驱动电机10的输出端安装有底部输出轴11，所述底部输出轴11的末端安装有稳定组件6，所述稳定组件6的内部安装有多个定位组件14，所述底部输出轴11的表面安装有破碎机构5，该永磁同步电机直驱的潜油泵安装时，直接将整体均插入到油井3的内部，将出油口2处传出于油井3顶部井口处，并对该位置的出油管道1进行固定，底部的两组驱动电机均采用永磁同步电机对中间的多级离心泵4进行驱动，安装完成后，启动底部驱动电机10，将最底端的稳定组件6进行转动，触发每个定位组件14进行运转，直至将整个稳定组件6与油井3的内壁接触，即可辅助对整个潜油泵的底部位置进行限位处理，此时启动两个驱动电机，利用多级离心泵4将石油向顶部的出油管道1进行输送，并利用底部驱动电机10带动整个破碎机构5进行转动，即可将处于潜油泵底部的石油部分提供向上的压力，提高最终的输出压力。
27.本实施例，所述多级离心泵4的下方设置有对接管道7，所述对接管道7的壳体部分与破碎机构5的顶部相连接，所述出油管道1、多级离心泵4、对接管道7以及进油室8的内部相互连通且均安装在油井3的内部，在底部安装有两组驱动电机，通过顶部驱动电机9将油从进油室8抽入并利用多级离心泵4向上泵出，并借助底部驱动电机10带动增压桨叶26即可将下方的石油向上进行增压处理，从而进一步提高了进油室8抽入石油的效率，提高了最终输送的压力，具体的，顶部驱动电机9通过内置的输出轴带动多级离心泵4进行转动，离心泵从底部的进油室8处将潜油泵外侧的石油向内进行抽入，进行多级增压后输送到顶部的出油管道1中，即可完成石油的输送过程，而底部驱动电机10则同时带动稳定组件6和破碎机构5进行转动，从而实现辅助稳定、增压以及破碎等效果。
28.本实施例，所述破碎机构5包括破碎滚筒21和转动环25，所述破碎滚筒21的底端设置有环形套壳27，所述转动环25安装在环形套壳27的内部，所述破碎滚筒21的表面开设有多个条形孔22，所述条形孔22的内部和外部均设置有破碎凸杆23，所述破碎滚筒21的顶部安装有第二轴承24，且第二轴承24的内圈部分与对接管道7的表面相连接，所述转动环25的内侧安装有增压桨叶26，所述增压桨叶26的内侧一端与底部输出轴11的表面固定连接，所述转动环25和环形套壳27的侧边均开设有对接螺孔28，所述转动环25通过使用螺丝穿过对接螺孔28后固定在破碎滚筒21内侧的底部，利用底部驱动电机10带动整个破碎机构5进行转动，即可在将底部的石油向进油室8进行输送时，将进入到破碎机构5内部的石油进行高速转动，利用条形孔22外侧的破碎凸杆23将石油内部混杂的大体积杂质进行清理，避免在
进油室8处发生堵塞，具体的，通过底部输出轴11带动增压桨叶26、转动环25以及破碎滚筒21进行转动后，即可利用增压桨叶26将底部的石油向上进行推挤，提高进油室8外侧的压力，以便于石油能够以更高的压力进入到进油室8内部进行输送，且在破碎滚筒21的内侧和外侧均设置有破碎凸杆23，因此通过增压桨叶26向顶部进行输送过程中，具有较大体积的杂质与破碎凸杆23进行接触后，即可被高速转动的状态进行破碎处理，以避免卡在进油室8的表面。
29.本实施例，所述稳定组件6包括转盘12和第一轴承13，所述第一轴承13通过内圈部分固定连接在底部输出轴11的末端，所述转盘12的侧边安装有多个定位组件14，所述转盘12通过每个定位组件14与油井3的内壁相接触，具体的，在对潜油泵进行安装的前期，通过控制底部输出轴11进行转动，带动第一轴承13的内圈部分进行转动，由于轴承无法完全消除摩擦力，因此第一轴承13的外圈部分仍旧会产生一定转动效果，该转动效果会逐渐增加，直至将内部的定位组件14在转动过程中产生的离心作用下向外推出，实现后续的定位效果。
30.本实施例，所述定位组件14包括顶块15和凸块20，所述转盘12的侧边开设有多个滑槽17，所述顶块15均嵌装在滑槽17的内部，所述滑槽17内壁的两侧均开设有卡槽18，所述卡槽18的内部填装有凸块20，所述凸块20的后端安装有弹簧19，所述弹簧19的另一端与卡槽18的内壁部分固定连接，所述凸块20的前端呈倾斜结构，所述顶块15的末端设置有防滑层16，所述顶块15通过防滑层16按压在油井3的内壁上，在底部安装有稳定组件6，通过底部驱电机带动稳定组件6转动，即可自动触发每个定位组件14向外移出，从而将整个稳定组件6定位在固定深度的井内，然后即可利用该组件对整个潜油泵的底部位置在水平方向上提供限位支撑效果，提高了整体的稳定性，降低晃动幅度，通过转盘12的转动将滑槽17内部的每个顶块15向外推出后，由于顶块15的侧边将每个凸块20进行遮挡，因此一旦向外进行移动，最内侧的凸块20失去顶块15的遮挡，即可在后端弹簧19的作用下向外推出，直至利用凸块20对顶块15的后端进行遮挡，即可避免顶杆复位，将顶块15末端的防滑层16通过该转动状态与外部的油井3内壁接触后，即可通过与油井3内壁产生的摩擦力将转盘12的转动状态进行抵消，此时转盘12的外侧通过每个定位组件14卡在油井3的中间，即可将出油中轴线位置上的潜油泵进行限制定位，避免再次发生晃动的情况。
31.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
32.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种永磁同步电机直驱的潜油泵，包括潜油泵本体，其特征在于：所述潜油泵本体包括多级离心泵(4)、顶部驱动电机(9)、底部驱动电机(10)、破碎机构(5)和稳定组件(6)，所述潜油泵本体安装在油井(3)内部，所述多级离心泵(4)的顶部连接有出油管道(1)，所述出油管道(1)的顶部设置有出油口(2)，所述多级离心泵(4)的内部安装有进油室(8)，所述进油室(8)的底端安装有顶部驱动电机(9)，所述顶部驱动电机(9)与底部驱动电机(10)部分固定为整体，且顶部驱动电机(9)的输出轴部分依次从进油室(8)和多级离心泵(4)的内部向上穿过，所述底部驱动电机(10)的输出端安装有底部输出轴(11)，所述底部输出轴(11)的末端安装有稳定组件(6)，所述稳定组件(6)的内部安装有多个定位组件(14)，所述底部输出轴(11)的表面安装有破碎机构(5)。2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直驱的潜油泵，其特征在于：所述多级离心泵(4)的下方设置有对接管道(7)，所述对接管道(7)的壳体部分与破碎机构(5)的顶部相连接。3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机直驱的潜油泵，其特征在于：所述出油管道(1)、多级离心泵(4)、对接管道(7)以及进油室(8)的内部相互连通且均安装在油井(3)的内部。4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直驱的潜油泵，其特征在于：所述破碎机构(5)包括破碎滚筒(21)和转动环(25)，所述破碎滚筒(21)的底端设置有环形套壳(27)，所述转动环(25)安装在环形套壳(27)的内部，所述破碎滚筒(21)的表面开设有多个条形孔(22)。5.根据权利要求4所述的一种永磁同步电机直驱的潜油泵，其特征在于：所述条形孔(22)的内部和外部均设置有破碎凸杆(23)，所述破碎滚筒(21)的顶部安装有第二轴承(24)，且第二轴承(24)的内圈部分与对接管道(7)的表面相连接。6.根据权利要求5所述的一种永磁同步电机直驱的潜油泵，其特征在于：所述转动环(25)的内侧安装有增压桨叶(26)，所述增压桨叶(26)的内侧一端与底部输出轴(11)的表面固定连接，所述转动环(25)和环形套壳(27)的侧边均开设有对接螺孔(28)，所述转动环(25)通过使用螺丝穿过对接螺孔(28)后固定在破碎滚筒(21)内侧的底部。7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机直驱的潜油泵，其特征在于：所述稳定组件(6)包括转盘(12)和第一轴承(13)，所述第一轴承(13)通过内圈部分固定连接在底部输出轴(11)的末端，所述转盘(12)的侧边安装有多个定位组件(14)。8.根据权利要求7所述的一种永磁同步电机直驱的潜油泵，其特征在于：所述转盘(12)通过每个定位组件(14)与油井(3)的内壁相接触。9.根据权利要求7所述的一种永磁同步电机直驱的潜油泵，其特征在于：所述定位组件(14)包括顶块(15)和凸块(20)，所述转盘(12)的侧边开设有多个滑槽(17)，所述顶块(15)均嵌装在滑槽(17)的内部，所述滑槽(17)内壁的两侧均开设有卡槽(18)，所述卡槽(18)的内部填装有凸块(20)。10.根据权利要求9所述的一种永磁同步电机直驱的潜油泵，其特征在于：所述凸块(20)的后端安装有弹簧(19)，所述弹簧(19)的另一端与卡槽(18)的内壁部分固定连接，所述凸块(20)的前端呈倾斜结构，所述顶块(15)的末端设置有防滑层(16)，所述顶块(15)通过防滑层(16)按压在油井(3)的内壁上。

技术总结
本发明提供一种永磁同步电机直驱的潜油泵，包括潜油泵本体，所述潜油泵本体包括多级离心泵、顶部驱动电机、底部驱动电机、破碎机构和稳定组件，所述潜油泵本体安装在油井内部，所述多级离心泵的顶部连接有出油管道，所述出油管道的顶部设置有出油口，所述多级离心泵的内部安装有进油室，所述进油室的底端安装有顶部驱动电机，该永磁同步电机直驱的潜油泵在底部安装有两组驱动电机，通过顶部驱动电机将油从进油室抽入并利用多级离心泵向上泵出，提高了最终输送的压力，通过底部驱电机带动稳定组件转动，利用该组件对整个潜油泵的底部位置在水平方向上提供限位支撑效果，提高了整体的稳定性，降低晃动幅度。降低晃动幅度。降低晃动幅度。


技术研发人员：张凤营 李自强 王洪涛 夏明娜 卢建青 陈思佳 冯利佳 闫柯 李宏明 孟令义 杨之闰 唐炯
受保护的技术使用者：唐山职业技术学院
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/8/9