专利名称：直驱式螺杆泵驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种螺杆泵驱动装置，尤其涉及一种直驱式螺杆泵驱动装置。
背景技术：
螺杆泵是油田重要的举升设备，特别适合于高黏稠、高含气、高含砂、高含水以及低产油井的原油开采，能有效地克服气锁、砂卡等现象，因此被广泛使用。目前，螺杆泵多是通过地面驱动装置为螺杆泵提供动力。常见的地面驱动装置由动力电机、皮带、皮带轮及减速器等组成，利用动力电机提供转动动力，并在皮带轮、皮带及减速器的带动下驱动螺杆泵正常工作。但利用这种地面驱动装置作为螺杆泵的动力装置，其正常工作时处于低负荷状态，而启动时又需要高转矩，因此与之相配套的动力电机长期以来存在配置偏大的问题，从而造成了动力电机工作效率低，能耗大；同时由于需要通过皮带轮、皮带和减速器进行传动，因此会使得动力电机至少有20%的功率被浪费掉，从而进一步降低了动力电机的效率，造成能源浪费
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种直驱式螺杆泵驱动装置，其有效地提高了驱动装置的工作效率，降低了能耗，节能效果好。本实用新型提供的一种直驱式螺杆泵驱动装置，包括壳体和空心转轴，所述空心转轴沿纵向方向贯穿所述壳体，且位于所述壳体的中部；所述空心转轴的外壁套接有永磁转子，所述永磁转子的外侧设置有定子绕组；所述永磁转子和所述定子绕组均置于所述壳体内。可选的，还包括控制器，所述控制器与所述定子绕组相连。可选的，所述永磁转子的长度为270mm 350mm,所述定子绕组的长度为270mm 350mm,且所述永磁转子与所述定子绕组的长度相同。可选的，所述永磁转子和所述定子绕组的长度均为270mm。可选的，所述永磁转子和所述定子绕组的长度均为333mm。可选的，所述空心转轴的内壁设置有密封套管。可选的，所述壳体包括本体、上端盖和下端盖，所述上端盖沿纵向方向置于所述本体的上端，所述下端盖沿纵向方向置于所述本体的下端；所述空心转轴沿纵向方向贯穿所述上端盖和所述下端盖。可选的，所述空心转轴与所述上端盖相接处设置有轴承，所述空心转轴与所述下端盖相接处设置有轴承。可选的，所述本体的外壁上形成有散热片。可选的，所述上端盖与所述本体通过螺栓固定。与现有技术相比，本实用新型提供的直驱式螺杆泵驱动装置，其将光杆置于空心转轴内，利用定子绕组和永磁转子形成电动机，从而直接带动光杆旋转，进而实现了直接驱动，提高了驱动装置的工作效率，降低了能耗，节能效果明显。同时，省去了皮带、皮带轮的设置，减少了传动装置的设置，从而简化了结构，便于日常的检修、维护方便，并减少了设备的占地面积，节省了土地资源；当发生卡井、反转时，不再有皮带轮飞出伤人的情况，从而保证生产的安全。在进一步的技术方案中，利用控制器可有效控制定子绕组，当发生卡井时，控制器可将定子绕组与驱动器断开，同时将定子绕组与能耗电阻短接，当螺杆泵发生反转时，定子绕组和永磁转子形成发电机，并将发出的电在能耗电阻上消耗，即把螺杆泵的光杆变形产生的形变势能转化成能耗电阻上的热能消耗，永磁转子便会缓慢反转直至停止，进而实现能耗制动，光杆阻尼减速直至停下，能有效地防止光杆脱扣，从而保证设备的安全可靠和人员安全。在进一步的技术方案中，通过增长永磁转子和定子绕组的长度，保证了足够的扭矩，减少了因扭矩不足造成过热现象的产生。在进一步的技术方案中，在空心转轴的内壁设置密封套管，有效地保护光杆，避免光杆发生磨损，进而有效地提高设备的可靠性。
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式
或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本实用新型实施例提供的直驱式螺杆泵驱动装置的内部结构示意图。
1-壳体，101-本体，102-上端盖，103-下端盖，104-散热片；2-空心转轴，201-联轴器，202-方卡子；3-永磁转子；4_定子绕组；5_控制器；6_密封套管；7_轴承；8_螺栓；9-光杆。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本实用新型中的具体实施方式
，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。在描述具体实施方式
前，规定直驱式螺杆泵驱动装置安装后垂直于地面的方向为纵向方向，靠近地面的一端为下端，远离地面的一端为上端。如图1所示，本实用新型的实施例提供的直驱式螺杆泵驱动装置，包括壳体I和空心转轴2，空心转轴2沿纵向方向贯穿壳体I，且位于壳体I的中部；空心转轴2的外壁套接有永磁转子3，永磁转子3的外侧设置有定子绕组4 ;永磁转子3和定子绕组4均置于壳体I内。[0034]其将光杆9置于空心转轴2内，利用联轴器201和方卡子202将光杆9与空心转轴2的上端连接固定，然后再利用定子绕组4和永磁转子3形成电动机，从而直接带动光杆9旋转，进而带动螺杆泵的抽油杆旋转，实现了直接驱动，提高了驱动装置的工作效率，降低了能耗，节能效果明显。其单井有功节电率41. 95%，无功节电率97. 52%，综合节电率45. 27%，效率提高7. 71%，单井年节电量35808. 98千瓦时，每年节省电费20053. 03元(按
0.56/度计算)。同时，省去了皮带、皮带轮的设置，减少了传动装置的设置，从而简化了结构，便于日常的检修、维护方便，并减少了设备的占地面积，节省了土地资源；当发生卡井时，抽油杆反转时，不再有皮带轮飞出伤人的情况，从而保证生产的安全。本实施例中，螺杆泵运转后，井下抽油杆积累了一部分形变势能。因此，当螺杆泵突然停机或发生卡井时，由于抽油杆还在高度旋转，从设备断电到抽油杆停转之间存在一定的响应时间，在这个响应时间内抽油杆还会继续旋转一定角度，如果响应时间过长，抽油杆旋转角度过大后，形变势能积累过大，会造成光杆9折断，严重时还会造成伤人事故。为此，可在设备的电路上设置一变频器，从而提高抽油杆停转的响应时间，从而有效地避免了抽油杆因停转之前旋转角度过大而造成的折断，进而保证了整个设备的安全运行，保证了安全生产。本实施例中，螺杆泵在停机或发生卡井时，抽油杆在停转后，在抽油杆内积累了很大的形变势能，抽油杆会在形变势能的作用下，发生高速反转；由于抽油杆与光杆9是通过螺纹连接的，如果发生高速反转，势必会造成抽油杆脱口 ；为此，还可设置一个控制器5，控制器5与定子绕组4相连。当发生突然停机或卡井时，控制器5可将定子绕组4与驱动器断开，同时将定子绕组4与能耗电阻短接，当抽油杆带动光杆9发生反转时，定子绕组4和永磁转子3形成发电机，并将发出的电在能耗电阻上消耗，即把螺杆泵的光杆9变形产生的形变势能转化成能耗电阻上的热能消耗，永磁转子3便会缓慢反转直至停止，进而实现能耗制动，光杆9阻尼减速直至停下，能有效地防止光杆9脱扣，从而保证设备的安全可靠和人员安全。本实施例中，永磁转子3沿纵向方向的长度选用范围为270mm 350mm，定子绕组4沿纵向方向的长度选用范围为270mm 350mm，且永磁转子3与定子绕组4的长度相同，从而更好的为螺杆泵提供动力。其中优选的，永磁转子3和定子绕组4的长度均为270mm ;从而有效地保证永磁转子3和定子绕组4组成的电动机为螺杆泵提供足够的动力。进一步优选的，永磁转子3和定子绕组4的长度均为333mm ;其在270mm的基础上加长了 63mm，从而使得扭矩增大了约1/3，保证了足够的扭矩，减少了因扭矩不足造成过热现象的产生，同时永磁转子3和定子绕组4采用耐高温材料制成，从而能够有效地延缓退磁，进而延长设备的使用寿命。本实施例中，螺杆泵通常是在空旷的油田内使用，其工作环境恶劣，经常会受到风沙的袭扰，因此还可在空心转轴2的内壁设置有密封套管6，利用密封套管6与空心转轴2形成机械静密封，从而保证了灰尘不会从空心转轴2的上端进入空心转轴2内，进而避免了定子绕组4的线圈损坏的问题；同时也保证了灰尘不会进入空心转轴2与光杆9之间，防止了光杆9的磨损，避免光杆9发生磨损，进而有效地提高设备的可靠性。[0043]本实施例中，为了便于生产制造，壳体I可采用分体结构，壳体I包括本体101、上端盖102和下端盖103,上端盖102沿纵向方向置于本体101的上端,下端盖103沿纵向方向置于本体101的下端；空心转轴2沿纵向方向贯穿上端盖102和下端盖103 ;进一步有选的上端盖102与本体101通过螺栓8固定。本实施例中，为了便于空心转轴2的旋转，还可在空心转轴2与上端盖102相接处设置有轴承7，空心转轴2与下端盖103相接处设置有轴承7，利用轴承7可使得空心转轴2更好地旋转，同时还可提高设备的密封效果，有效地防止润滑油外泄，延长了设备的使用寿命。本实施例中，为了更好地起到散热作用，还可在本体101的外壁上形成有散热片104，通过散热片104对壳体I进行散热，从而能够有效地延缓退磁，进而延长设备的使用寿命。最后应说明的是以上实施方式及实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式及实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述实施方式或实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式或实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种直驱式螺杆泵驱动装置，其特征在于，包括壳体和空心转轴，所述空心转轴沿纵向方向贯穿所述壳体，且位于所述壳体的中部； 所述空心转轴的外壁套接有永磁转子，所述永磁转子的外侧设置有定子绕组； 所述永磁转子和所述定子绕组均置于所述壳体内。
2.根据权利要求1所述的直驱式螺杆泵驱动装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述定子绕组相连。
3.根据权利要求1或2所述的直驱式螺杆泵驱动装置，其特征在于，所述永磁转子的长度为270mm 350mm,所述定子绕组的长度为270mm 350mm,且所述永磁转子与所述定子绕组的长度相同。
4.根据权利要求3所述的直驱式螺杆泵驱动装置，其特征在于，所述永磁转子和所述定子绕组的长度均为270_。
5.根据权利要求3所述的直驱式螺杆泵驱动装置，其特征在于，所述永磁转子和所述定子绕组的长度均为333mm。
6.根据权利要求1或2所述的直驱式螺杆泵驱动装置，其特征在于，所述空心转轴的内壁设置有密封套管。
7.根据权利要求1或2所述的直驱式螺杆泵驱动装置，其特征在于，所述壳体包括本体、上端盖和下端盖，所述上端盖沿纵向方向置于所述本体的上端，所述下端盖沿纵向方向置于所述本体的下端； 所述空心转轴沿纵向方向贯穿所述上端盖和所述下端盖。
8.根据权利要求7所述的直驱式螺杆泵驱动装置，其特征在于，所述空心转轴与所述上端盖相接处设置有轴承，所述空心转轴与所述下端盖相接处设置有轴承。
9.根据权利要求7所述的直驱式螺杆泵驱动装置，其特征在于，所述本体的外壁上形成有散热片。
10.根据权利要求7所述的直驱式螺杆泵驱动装置，其特征在于，所述上端盖与所述本体通过螺栓固定。
专利摘要本实用新型提供一种直驱式螺杆泵驱动装置，包括壳体和空心转轴，空心转轴沿纵向方向贯穿壳体，且位于壳体的中部，空心转轴的外壁套接有永磁转子，永磁转子的外侧设置有定子绕组，永磁转子和定子绕组均置于壳体内；本实用新型提供的直驱式螺杆泵驱动装置，其将光杆置于空心转轴内，利用定子绕组和永磁转子形成电动机，从而直接带动光杆旋转，进而实现了直接驱动，提高了驱动装置的工作效率，降低了能耗，节能效果明显。
文档编号H02K11/00GK202906659SQ20122059665
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者石玉庆, 王巍 申请人:石玉庆