专利名称：三相直线马达驱动双作用潜油泵动子稳定与定子散热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三相直线马达驱动双作用潜油泵的动子稳定 与定子散热装置。
背景技术：
一般来讲马达最佳最自然的散热方式为利用空气自然对流散热， 必要时加装风扇吹散热气以强化马达的散热效能。现有的三相直线马 达潜油泵的油田采油装置中，双作用潜油泵连结于三相直线马达的下 方，双作用潜油泵通过三相直线马达动子的上下运动而随着上下往复
运动，而双作用潜油泵20向上或向下动作时都会把油管中的井内液体 L经动子中心管14和上接的油管向上输送到地面。其构造大体如图1、 图2所示， 一直线马达IO设成由动子11、定子12、外壳13组成，动 子11可在定子12中上、下动作，而动子中心为呈中空的动子中心管 14。双作用潜油泵20设成由外管23、连动管21、上腔室25、潜油泵 活塞26、下腔室27所构成，直线马达10的动子11连接潜油泵20的 连动管21，而得使连动管21上、下动作产生汲取井内液体L的作用。 此三相直线马达与双作用潜油泵连结沉入油井液体中，因而三相 直线马达在运转中所产生的热无法通过空气自然对流或加装风扇发 散。虽然井内液体L由双作用泵抽汲经过动子中心管时会同时把动子 所产生的热带走，不过动子与定子之间有气隙而此气隙为很好的绝缘 体所以很难将定子的热传到动子而由动子中心管中的井内液体带走。 除此之外三相直线马达动子相当长，做上下运动时容易产生偏离轴心 的运动，需要有让动子不做横向摆动的稳定装置，而且马达与井内液 体L需做更有效的隔离。因此对于现有三相直线马达驱动双作用潜油 泵的油田采油装置，有需要对三相直线马达的散热和动子的稳定性加 以适当的改进。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种三相直线马达驱动双作用潜油泵的 动子稳定与定子散热装置，其中直线马达定子上方动子外周设有上套
管，而得辅助支撑稳定的效果；又，定子外周设有定子散热套管，而 定子散热套管与直线马达定子外壳间充满散热机油，而得使定子所产 生的热容易发散；定子散热套管下端衔接双作用潜油泵连动管外周的 下套管，而下套管设有活塞、单向阀门，而得通过活塞、单向阀门调 节定子散热套管内的容积以因应散热套管内散热机油因热涨冷缩而产 生的体积变化。
为达到上述目的，本实用新型提供一种三相直线马达驱动双作用 潜油泵的动子稳定与定子散热装置，其特征在于直线马达、潜油泵 外周设有上套管、定子散热套管、下套管，该上套管与动子间设有散 热机油与稳定套圈以加强动子稳定性使不偏离轴心动作，并强化动子 的散热效果；该定子散热套管设成与定子同心的套管，其间设有散热 机油，使定子所产生的热得以通过散热机油和金属套管传输到套管外 井内液体中以达到良好的散热效果；该下套管设成与连动管同心，上
接定子散热套管，下接油管，而且下套管上端有一活塞随着定子散热 套管内因散热机油热涨冷縮而产生的容积变化而上下移动，下套管内 活塞下方有每组由一向上单向阀门和一向下单向阀门组成的数组间隔 单向阀门，活塞和间隔单向阀门将下套管间隔成数个调节室，调节室 内充满比井内液体轻的散热机油。
由于本实用新型采取以上技术方案，其具有以下技术效果
一、 加强稳定性。
本实用新型的直线马达动子、双作用潜油泵外周，设有上套管、 下套管呈全部包覆及支撑，形成确保轴线动作的效果，而可使直线马 达动子、连动管上下动作时不偏离轴心的功效，因此，可以避免因偏 离轴心动作而产生的磨损，以增进耐用的功效。
二、 散热效果佳。
三相直线马达与双作用潜油泵连结沉入井内液体中，上套管除稳 定动子的轴线运动外，并可通过管内散热机油和套管壁将热传导到套 管外井内液体中以强化动子所产生的热的发散。同理，直线马达定子
所产生的热可通过定子散热套管内散热机油和定子散热套管壁传导到 套管外井内液体中以达到散热效果。本实用新型下套管与双作用潜油 泵外管间最上端设有活塞，活塞下设有每组由一向下单向阀门和一向 上单向阀门组成的数组间隔单向阀门，活塞与间隔单向阀门将下套管 间隔成数个调节室，可自动调整定子散热套管内容积的大小以因应散 热套管内散热机油因热涨冷縮所产生体积的变化。
图l，现有技术的构造剖视下压汲油状态图；图2，现有技术的构造剖视上升汲油状态图；图3，本实用新型的构造剖视下压汲油状态图；图4，本实用新型的构造剖视上升汲油状态图。主要元件符号说明-
10、 30直线马达50上套管
11、 31动子51稳定套圈
12、 32定子60定子散热套管
13、 33外壳70下套管
14、 34动子中心管71活塞
20、 40潜油泵72向下单向阀门
21、 41连动管73向上单向阀门
42上腔室单向阀门81上油管
23、 43外管82下油管
44上入油口W散热机油
25、 45上腔室L井内液体
26、 46潜油泵活塞
27、 47下腔室
48下入油口
具体实施方式
请参阅图3、图4，直线马达30动子31外周设有上套管50、定子 32外周设有定子散热套管60、定子散热套管60下端设有下套管70;
该上套管50与动子31间设有散热机油W，并于上套管50与动子31 间设稳定套圈51以加强动子31的稳定性使之不偏离轴心动作，上套 管50下端连接定子散热套管60;该定子散热套管60为与定子32同心 的套管，其间设有散热机油W，定子散热套管60下端连接下套管70; 该下套管70与外管43间设有散热机油W、并设有活塞71及每组由一 向下单向阀门72和一向上单向阀门73组成的数组单向阀门；通过上、 下套管50、 70而得辅助支撑加强直线马达动子31及连动管41的稳定 性，通过定子散热套管60的散热机油W而得快速发散定子所产生的 热，而得快速散热的效果，通过下套管内的活塞71及每组由一向下单 向阀门72和一向上单向阀门73组成的数组单向阀门得以调节定子散 热套管60内的容积以因应定子散热套管60内散热机油W因热涨冷縮 而产生的体积变化。
如图3、图4所示，本实用新型的直线马达30是由动子31、定子 32、外壳33所构成，动子31得在定子32中上、下动作，而动子中心 为呈中空的动子中心管14，双作用潜油泵40是由连动管41、外管43、 上腔室45、潜油泵活塞46、下腔室47所构成，连动管41连接于直线 马达30的动子31，而得随动子31上、下动作；本实用新型的汲油 如图3所示，当动子31下降时，使双作用潜油泵40的连动管41和双 作用潜油泵活塞46下压，而得使上腔室单向阀门42打开并使井内液 体L由上入油口 44进入上腔室45，同时将下腔室47内的井内液体L 上传到连动管41，并经由动子中心管34传输到上油管81而到达地面。 如图4所示，当动子31上升时，使双作用潜油泵40的连动管41和双 作用潜油泵活塞46上升，因而使上入油口 44单向阔门关闭，而得将 上腔室45内的井内液体L上传到连动管41，并经由动子中心管34传 输到上油管81而到达地面，同时将井内液体L从下油管82经由下入 油口48吸进下腔室47中。
本实用新型的上套管50，如图3、图4所示，是一与动子31同 心圆的套管，上套管50与动子31间设有稳定套圈51，并加入散热机 油W使动子31上下轴向动作时，稳定套圈51和散热机油W可以强 化动子31的稳定性使之不偏离轴心动作。上套管50也提供井内液体L 与直线马达30的完全隔离及强化对动子31的散热作用。
本实用新型的定子散热套管60，如图3、图4所示，是一与定子 32同心圆的套管，定子散热套管60下端与下套管70连接而由下套管 70的活塞71将定子散热套管60与下套管70分开，使定子散热套管 60内的散热机油W与下套管70内的散热机油W完全隔离分开。当马 达运转时定子32和动子31都会发热。马达因为沉入油井液体L中而 无法通过空气自然对流或加风扇使空气对流而将定子32和动子31所 产生的热散掉。动子所发生的热可由动子中心管34随着井内液体L往 上带到上油管81向上传输而达到散热效果，但定子所发生的热因动子 31与定子32之间的气隙有热绝缘作用而无法经由动子中心管34中的 井内液体L带走。定子32所发生的热可经由散热机油W传到定子散 热套管60再传到定子散热套管60外的井内液体L中而达到散热的目 的。
本实用新型的下套管70上端有一活塞71，活塞71下端有每组由 一向上单向阀门72和一向下单向阀门73组成的三组单向阀门。此三 组单向阀门与活塞71将下套管70分间隔成三调节室，三调节室内有 注满的散热机油W，而阀门耐压必需大于散热套管和调节室内散热机 油W的重量。因阀门耐压大于散热套管和调节室内散热机油的重量， 使散热机油W在油田采油装置下井安装前和下井安装时不会因重力而 溢出最下端的向下单向阀门72。直线马达30动作时，定子32的发热 会使定子散热套管60内的散热机油W温度升高，而散热机油W也因 热涨而体积膨涨加大，因而会把下套管70的活塞71往下推，下套管 70与最上端单向阀门间的调节室的空间因而縮小，而会把散热机油W 由向下单向阀门72挤进向下方调节室而最后经由最下端的向下单向阀 门72挤压流入下油管82中。当直线马达30动作速度减缓或停止时， 定子散热套管60内的散热机油W因温度下降而体积会收缩，活塞71 也因而随着往上移动，使活塞71与上端单向阀门间的调节室的空间加 大，散热机油W因而会由向上单向阀门73往上流，最后下油管82中 的井内液体L也会有一部分流入最下端的调节室，达到自动调整定子 散热套管60内容积的大小以因应散热机油W因热涨冷縮所产生体积 的变化。
本实用新型所采用的散热机油W必须比油管中的井内液体L比重
轻，使定子散热套管60内的散热机油W因温度降低体积縮小而最下 端的调节室流进一部分的下油管82中的井内液体L时，井内液体L因 比重较重而会停留在最下端调节室底部，不会与散热机油W相混，以 确保井内液体L只会进入最下端的调节室而不会进入其它调节室和定 子散热套管，以避免井内液体L和其它调节室及定子散热套管内的散 热机油相混。
本实用新型的作用及增进功效，兹再详细说明如下
一、 加强稳定性
由图3、图4可知，本实用新型的直线马达动子31、双作用潜油 泵40外周，设有上套管50、下套管70呈全部包覆及支撑，形成确保 轴线动作的效果，而可使直线马达动子31、连动管41上下动作时不偏 离轴心的功效，因此，可以避免因偏离轴心动作而产生的磨损，以增 进耐用的功效。
二、 散热效果佳
三相直线马达与双作用潜油泵连结沉入井内液体中，因此如图3、 图4所示，上套管50除稳定动子31的轴线运动外，并可通过管内散 热机油W和套管壁将热传导到套管外井内液体L中以强化动子所产生 的热的发散。同理，直线马达定子32所产生的热可通过定子散热套管 60内散热机油W和定子散热套管壁传导到套管外井内液体L中以达到 散热效果。本实用新型下套管70与双作用潜油泵40外管43间最上端 设有活塞，活塞下设有每组由一向下单向阀门72和一向上单向阀门73 组成的数组间隔单向阀门，活塞与间隔单向阀门将下套管间隔成数个 调节室，可自动调整定子散热套管60内容积的大小以因应散热套管60 内散热机油W因热涨冷缩所产生体积的变化。
权利要求1、一种三相直线马达驱动双作用潜油泵的动子稳定与定子散热装置，其特征在于直线马达、潜油泵外周设有上套管、定子散热套管、下套管，该上套管与动子间设有散热机油与稳定套圈以加强动子稳定性使不偏离轴心动作，并强化动子的散热效果；该定子散热套管设成与定子同心的套管，其间设有散热机油，使定子所产生的热得以通过散热机油和金属套管传输到套管外井内液体中以达到良好的散热效果；该下套管设成与连动管同心，上接定子散热套管，下接油管，而且下套管上端有一活塞随着定子散热套管内因散热机油热涨冷缩而产生的容积变化而上下移动，下套管内活塞下方有每组由一向上单向阀门和一向下单向阀门组成的数组间隔单向阀门，活塞和间隔单向阀门将下套管间隔成数个调节室，调节室内充满比井内液体轻的散热机油。
专利摘要本实用新型公开了一种三相直线马达驱动双作用潜油泵的动子稳定与定子散热装置，其使直线马达动子得更加稳定及定子的散热更佳的效果；主要是设成上套管、定子散热套管、下套管，由上套管强化三相直线马达动子轴向运动的稳定性并强化动子的散热效果，而定子所产生的热通过定子散热套管内的散热机油和定子散热套管向外散热以保护马达免于过热而受损，下套管则有活塞和阀门一方面将散热机油和油管内的井内液体隔离，同时可以处理定子散热套管内散热机油热涨冷缩的问题，而且也强化三相直线马达动子和双作用潜油泵连动管轴向运动的稳定性。
文档编号H02K41/02GK201204488SQ200820116169
公开日2009年3月4日 申请日期2008年5月15日 优先权日2008年5月15日
发明者江庆章, 沈贵贤 申请人:骐成科技股份有限公司