一种适用于海洋石油工况的永磁潜油电机的制作方法

    技术2025-07-08  7


    本发明涉及石油化工领域,特别涉及一种适用于海洋石油工况的永磁潜油电机。


    背景技术:

    1、潜油电机(oil-submerged motor)是指能浸在规定深度的油井中工作的电动机。它一般为立式三相笼型感应电动机,与多级离心泵组成潜油电泵,可潜入几百米至3000m深的油井中,连续可靠地抽取井下原油或井液。潜油电机属三相交流鼠笼异步电机,其工作原理为:当定子三相绕组接通三相交流电源时,在电机定子内部产生一个转速为60f/p的旋转磁场,其转向取决于电流相序。由于此旋转磁场切割转子导条,根据电磁感应定律,在闭合的转子回路中将产生感应电流;又由于电动机法则此感应电流在旋转磁场中又将受到力的作用,从而产生了电磁转矩使转子沿着旋转磁场的方向带动负载做异步转动。

    2、目前,永磁潜油电机在海洋平台上的应用越来越广泛,在永磁潜油电机的应用过程中,容易出现以下问题:首先,常规永磁电机在失电时容易出现油液回落,叶导轮在液柱作用下,带着电机轴反转,永磁体切割磁感线,设备反向转动生电,导致油管带电的情况出现;其次,由于海洋平台井况较为恶劣,容易出现振动剧烈导致永磁电机损坏、或出现消磁的情况;还有,缺少永磁体的磁场检测装置,无法在消磁时及时发现;最后,当潜油电机遇卡时,无法实现上端电缆部分的回收。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其设有多个电动齿轮,能够与电机轴的中上部的螺旋齿相啮合,防止电机轴反转。

    2、本发明还有一个目的在于提供一种适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其设有防震外筒和减震耐磨垫片能够减小潜油电机本体受到的震动。

    3、本发明还有一个目的在于提供一种适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其设有磁通量检测装置,能够实时检测磁通量,及时发现永磁体消磁。

    4、本发明还有一个目的在于提供一种适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其设有剪切销钉接头能够在潜油电机本体遇卡时断开,实现上端电缆部分的回收。

    5、为实现上述目的,本发明采用如下技术方案,包括:

    6、潜油电机本体,其外部设有壳体,内部中心设有电机轴;

    7、螺旋齿,其设置在所述电机轴的中上部;

    8、多个电动齿轮,其位于所述壳体内,并沿圆周均布设置在所述电机轴外周,所述电动齿轮分别与所述螺旋齿相啮合,用于在潜油电机本体通电时随电机轴同步转动,在潜油电机本体失电时,防止电机轴反转。

    9、优选的是,所述潜油电机本体包括:

    10、壳体,其内部设有腔体;

    11、定子铁芯,其设置在所述腔体的中部,所述定子铁芯由多个定子冲片相互叠压而成;

    12、转子铁芯,其同心设置在所述定子铁芯内侧,所述转子铁芯由多个转子冲片相互叠压而成,在所述转子铁芯的中心设有沿腔体轴向设置的电机轴;

    13、其中,所述定子冲片设有数量为奇数的定子槽,所述定子槽内缠绕有x相线圈、y相线圈和z相线圈中的任意两相线圈;所述转子冲片设有转子槽,所述转子槽内插设有永磁体。

    14、优选的是,还包括:

    15、磁通量检测装置,其位于所述壳体内,并与所述转子铁芯连接,用于实时检测磁通量;

    16、导电滑环,其位于所述壳体内,并位于所述磁通量检测装置的上方,用于供磁通量检测装置的信号线、电源线穿过,并避免在转子铁芯转动时,供磁通量检测装置的信号线、电源线因随着转子铁芯转动而扭曲、打弯、打结。

    17、优选的是,还包括:

    18、湿接头,其设置在所述壳体下方,用于在给潜油电机本体供电。

    19、优选的是,还包括:

    20、防震外筒,其套设在所述壳体外侧,用于减少所述潜油电机本体受到的震动;

    21、减震耐磨垫片,其设置在所述防震外筒与壳体之间,用于进一步减小所述潜油电机本体受到的震动。

    22、优选的是,还包括:

    23、3个扶正管,其分别环绕焊接在所述防震外筒的上部、中部和下部,用于进一步减少潜油电机本体受到的震动。

    24、优选的是,还包括:

    25、电泵,其设置在所述防震外筒上方,并与所述电机轴连接。

    26、优选的是,还包括:

    27、水力锚,其设置在所述电泵上方,用于在所述潜油电机本体坐落到位后固定所述潜油电机本体在套管中的位置。

    28、优选的是,还包括:

    29、剪切销钉接头,其设置在所述水力锚上方,所述剪切销钉接头由上接头和下接头组成,所述上接头通过钢丝动力电缆或钢管动力电缆与陆地重载收放机连接,下接头和水力锚连接,上接头和下接头通过铜剪切钉连接,当机组遇卡时,重载收放机提供拉力,铜剪切钉断裂,电缆收回,实现钢丝动力电缆、钢管动力电缆和上接头的回收。

    30、优选的是,所述电动齿轮包括:

    31、齿轮架,其设置在所述壳体上部的内壁上;

    32、齿轮,其可旋转地设置在所述齿轮架上;

    33、电机,其输出轴与所述齿轮键连接,所述电机与所述潜油电机本体电连接,用于在潜油电机本体通电时随电机轴同步转动,在潜油电机本体失电时,防止电机轴反转。

    34、本发明的有益效果是:设有多个电动齿轮,能够与电机轴的中上部的螺旋齿相啮合,防止电机轴反转;设有防震外筒和减震耐磨垫片能够减小潜油电机本体受到的震动;设有磁通量检测装置,能够实时检测磁通量,及时发现永磁体消磁;设有剪切销钉接头能够在潜油电机本体遇卡时断开,实现上端电缆部分的回收;通过导电滑环,让磁通量监测装置的引线能够顺利传输信号,不会由于转子的转动,导致扭转、打结。由于导电滑环,磁通量监测装置可以直接和嵌入永磁体的转子铁芯连接固定,测量更加精准。



    技术特征:

    1.一种适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其特征在于,所述潜油电机本体包括:

    3.根据权利要求2所述的适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其特征在于,还包括:

    4.根据权利要求1或2所述的适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其特征在于,还包括:

    5.根据权利要求1或2所述的适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其特征在于,还包括:

    6.根据权利要求5所述的适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其特征在于,还包括:

    7.根据权利要求5所述的适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其特征在于,还包括:

    8.根据权利要求7所述的适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其特征在于,还包括:

    9.根据权利要求8所述的适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其特征在于,还包括:

    10.根据权利要求1或2所述的适用于海洋石油工况的永磁潜油电机,其特征在于,所述电动齿轮包括:


    技术总结
    本发明公开了一种适用于海洋石油工况的永磁潜油电机。包括:潜油电机本体,其外部设有壳体,内部中心设有电机轴;螺旋齿,其设置在所述电机轴的中上部;多个电动齿轮,其位于所述壳体内,并沿圆周均布设置在所述电机轴外周,所述电动齿轮分别与所述螺旋齿相啮合,所述电动齿轮与潜油电机本体电连接,用于在潜油电机本体通电时随电机轴同步转动,在潜油电机本体失电时,防止电机轴反转。本发明的有益效果是:设有多个电动齿轮,能够防止电机轴反转;设有防震外筒和减震耐磨垫片能够减小潜油电机本体受到的震动;设有磁通量检测装置,能够实时检测磁通量;设有剪切销钉接头能够在潜油电机本体遇卡时断开,实现上端电缆部分的回收。

    技术研发人员:何超,史轩玮,李丰辉,付军,刘滔,栾德爵,陈露,李令喜,苗杰,张嵘,刘悦,梁恩武,张双双
    受保护的技术使用者:中海油能源发展股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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