直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵，包括多組平行設(shè)置的雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元，每組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)直線電機(jī)，直線電機(jī)的兩端連接有同樣結(jié)構(gòu)的雙作用缸套。本實(shí)用新型裝置，通過(guò)直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)多個(gè)雙作用缸套中的活塞，通過(guò)控制活塞的運(yùn)動(dòng)與泥漿吸入單向閥和泥漿排出單向閥配合，通過(guò)多個(gè)缸套的配合使用，為鉆井系統(tǒng)提供平穩(wěn)的鉆井液供給，由于有控制器保證并使得系統(tǒng)調(diào)速和控制更直接快捷。
【專利說(shuō)明】直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油機(jī)械設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵。
【背景技術(shù)】
[0002]目前石油行業(yè)上常用的泥漿泵，結(jié)構(gòu)上大都是包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、曲軸、十字頭、連桿和缸套等部件構(gòu)成，而且都是單作用泵。由于常用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)一般轉(zhuǎn)速較高，且不適合直接驅(qū)動(dòng)，還需要配備傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞，從而使得整體配套部件多，制作及使用成本高，傳動(dòng)效率低，占地面積較大，調(diào)速控制不靈活。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵，解決了現(xiàn)有技術(shù)中單作用多缸泵配套部件多，傳動(dòng)效率低，占地面積大，成本高，調(diào)速控制不靈活的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵，包括多組平行設(shè)置的雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元，每組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)直線電機(jī)，直線電機(jī)的兩端連接有同樣結(jié)構(gòu)的雙作用缸套。
[0005]本實(shí)用新型的直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵，其特征還在于:
[0006]每組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元的具體結(jié)構(gòu)是，
[0007]所述的直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)是，包括電機(jī)定子，電機(jī)定子中安裝有定子線圈，在電機(jī)定子內(nèi)腔中設(shè)置有電機(jī)動(dòng)子，電機(jī)動(dòng)子的兩端伸出電機(jī)定子內(nèi)腔之外分別與一個(gè)工作缸套中的活塞固定連接，每一個(gè)缸套向外的端面連通有一個(gè)吸入單向閥和一個(gè)排出單向閥，在每個(gè)缸套朝向直線電機(jī)的端頭外沿各安裝有防碰傳感器；
[0008]在電機(jī)動(dòng)子的兩邊軸上分別安裝有左側(cè)防碰擋板和右側(cè)防碰擋板，每一個(gè)雙作用缸套中的活塞配裝有一個(gè)位移傳感器。
[0009]定子線圈、防碰傳感器和位移傳感器均通過(guò)電纜總成與控制箱連接。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制，鉆井液的輸出控制平穩(wěn)可調(diào)，采用直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵，可在直線電機(jī)的來(lái)回行程中實(shí)現(xiàn)兩個(gè)缸套的驅(qū)動(dòng)控制，可保證在每一個(gè)行程中都有一個(gè)缸套排出高壓鉆井液，使得設(shè)備的使用效率大大提高，由于沒(méi)有傳統(tǒng)泥漿泵中的曲軸連桿等機(jī)構(gòu)，使得泵配套簡(jiǎn)單，占地面積大大縮小，并且還可以有效的降低成本，具有很廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型裝置實(shí)施例的管線連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型裝置實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，1.電機(jī)定子，2.定子線圈，3.電機(jī)動(dòng)子，4.防碰傳感器，5.缸套，6.活塞，7.吸入單向閥，8.排出單向閥，9.左側(cè)防碰擋板，10.位移傳感器，11.右側(cè)防碰擋板，
12.控制箱，13.電纜總成。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]參照?qǐng)D1、圖2，本實(shí)用新型的雙作用多缸泥漿泵結(jié)構(gòu)是，包括多組平行設(shè)置的雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元，每組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)直線電機(jī)，直線電機(jī)的兩端連接有同樣結(jié)構(gòu)的雙作用缸套，
[0016]圖1、圖2中的實(shí)施例均顯示了三組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元，在實(shí)際使用中可根據(jù)需要擴(kuò)展為五缸雙作用、八缸雙作用泥漿泵、或更多組，滿足各種場(chǎng)合對(duì)泥漿流量的需求。下面僅對(duì)一組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，其他多組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)一致，以此類推，并列設(shè)置。
[0017]每組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元的具體結(jié)構(gòu)是，
[0018]直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)是，包括電機(jī)定子1，電機(jī)定子I中安裝有定子線圈2，定子線圈2與控制箱12連接，在電機(jī)定子I內(nèi)腔中設(shè)置有電機(jī)動(dòng)子3，電機(jī)動(dòng)子3的兩端伸出電機(jī)定子I內(nèi)腔之外分別與一個(gè)工作缸套5中的活塞6固定連接，每一個(gè)缸套5向外的端面連通有一個(gè)(泥漿)吸入單向閥7和一個(gè)(泥漿)排出單向閥8，在每個(gè)缸套5朝向直線電機(jī)的端頭外沿各安裝有兩個(gè)防碰傳感器4，該兩個(gè)防碰傳感器4 一個(gè)正常使用另一個(gè)備用，提高系統(tǒng)的可靠性；該兩個(gè)防碰傳感器4均通過(guò)電纜總成13與控制箱12連接，用于把對(duì)應(yīng)的直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)極限位置信號(hào)發(fā)送至控制箱12 ；
[0019]另外，在電機(jī)動(dòng)子3的兩邊軸上分別安裝有左側(cè)防碰擋板9和右側(cè)防碰擋板11(即機(jī)械限位機(jī)構(gòu))，通過(guò)控制直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向，進(jìn)而可以控制缸套5中的活塞6的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)方向；每一個(gè)雙作用缸套5中的活塞6配裝有一個(gè)位移傳感器10，位移傳感器10通過(guò)電纜總成13與控制箱12連接，通過(guò)電纜總成13把對(duì)應(yīng)的雙作用缸套5中的活塞6的運(yùn)動(dòng)位置信號(hào)發(fā)送至控制箱12 ;控制箱12中的控制器根據(jù)以上的各個(gè)傳感器信號(hào)，給出直線電機(jī)控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)控制泥漿的排出流量。
[0020]電機(jī)定子I上安裝有定子線圈2,定子線圈2與控制箱12連接,外接電源產(chǎn)生磁場(chǎng)。電機(jī)動(dòng)子3安裝于電機(jī)定子I的中心，是直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件，在定子線圈2的磁場(chǎng)作用實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。
[0021]防碰傳感器4是泥漿泵的保護(hù)單元，安裝固定于左、右缸套的外沿上，與左側(cè)防碰擋板9和右側(cè)防碰擋板11配合使用，為控制箱12提供極限限位信號(hào)。
[0022]缸套5、活塞6、吸入單向閥7和排出單向閥8是泥漿泵的主要部件，實(shí)現(xiàn)泥漿的吸入和排出。所有的吸入單向閥7和排出單向閥8對(duì)外與對(duì)應(yīng)的主體管路連通。
[0023]位移傳感器10是用于檢測(cè)直線電機(jī)位移量，以便于同其他組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元配合實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的流量控制。
[0024]控制箱12是整個(gè)裝置的控制核心，包括控制器單元、采集單元、報(bào)警提示單元及控制開關(guān)。通過(guò)采集各個(gè)傳感器信號(hào)，輸送到控制器單元處理和邏輯判斷，給出恰當(dāng)?shù)目刂浦噶铗?qū)動(dòng)直線電機(jī)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)不同工況下平穩(wěn)的泥漿流量控制；當(dāng)達(dá)到極限位置，啟動(dòng)報(bào)警提示單元；控制開關(guān)用于系統(tǒng)的供電和啟?？刂?。[0025]本實(shí)用新型裝置的工作過(guò)程是，
[0026]I)直線電機(jī)左行，此時(shí)雙作用缸套5的活塞6也以同樣的速度向左運(yùn)動(dòng)，左側(cè)缸套5排出單向閥8打開，吸入單向閥7關(guān)閉，左側(cè)缸套5向外排出泥漿；由于是雙作用缸套，這時(shí)右側(cè)缸套5的活塞6也以同樣的速度向左運(yùn)動(dòng)，右側(cè)缸套5泥漿吸入單向閥7打開，排出單向閥8關(guān)閉，右側(cè)缸套5吸入泥漿。
[0027]2)直線電機(jī)右行，此時(shí)雙作用缸套5的活塞6也以同樣的速度向右運(yùn)動(dòng)，左側(cè)缸套5的吸入單向閥7打開，排出單向閥8關(guān)閉，左側(cè)缸套5吸入泥漿；由于是雙作用缸套，這時(shí)右側(cè)缸套5的活塞6也以同樣的速度向右運(yùn)動(dòng)，右側(cè)缸套5的排出單向閥8打開，吸入單向閥7關(guān)閉，右側(cè)缸套5排出泥漿，同向左側(cè)移動(dòng)完全相反。
[0028]以上所有設(shè)備整體配裝在一個(gè)公共底座上，便于整體搬家和運(yùn)輸。而控制箱12可以根據(jù)需要單獨(dú)配備，也可以集中配置實(shí)現(xiàn)控制。
[0029]本實(shí)用新型裝置基于現(xiàn)有石油鉆探上使用的泥漿循環(huán)系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)泥漿泵所使用的曲軸連桿機(jī)構(gòu)方式，通過(guò)直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)多個(gè)雙作用缸套中的活塞，通過(guò)控制活塞的運(yùn)動(dòng)與吸入單向閥和排出單向閥配合，將從固控系統(tǒng)中吸入鉆井液并加壓以供鉆井應(yīng)用。設(shè)置有機(jī)械極限限位機(jī)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)的可靠安全運(yùn)行提供保障，同時(shí)配備了防碰傳感器和位移傳感器，通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行的邏輯保護(hù)和判斷，根據(jù)需要輸出恰當(dāng)?shù)墓β?，通過(guò)多個(gè)缸套的配合使用，為鉆井提供平穩(wěn)的鉆井液供給；由于有控制器保證并使得系統(tǒng)調(diào)速和控制更直接快捷。
【權(quán)利要求】
1.一種直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵，其特征在于:包括多組平行設(shè)置的雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元，每組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)直線電機(jī)，直線電機(jī)的兩端連接有同樣結(jié)構(gòu)的雙作用缸套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵，其特征在于:每組雙作用缸套驅(qū)動(dòng)單元的具體結(jié)構(gòu)是， 所述的直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)是，包括電機(jī)定子(1)，電機(jī)定子(I)中安裝有定子線圈(2)，在電機(jī)定子(I)內(nèi)腔中設(shè)置有電機(jī)動(dòng)子(3)，電機(jī)動(dòng)子(3)的兩端伸出電機(jī)定子(I)內(nèi)腔之外分別與一個(gè)工作缸套(5)中的活塞(6)固定連接，每一個(gè)缸套(5)向外的端面連通有一個(gè)吸入單向閥(7)和一個(gè)排出單向閥(8)，在每個(gè)缸套(5)朝向直線電機(jī)的端頭外沿各安裝有防碰傳感器(4); 在電機(jī)動(dòng)子(3)的兩邊軸上分別安裝有左側(cè)防碰擋板(9)和右側(cè)防碰擋板(11)，每一個(gè)雙作用缸套(5)中的活塞(6)配裝有一個(gè)位移傳感器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的雙作用多缸泥漿泵，其特征在于:所述的定子線圈(2)、防碰傳感器(4)和位移傳感器(10)均通過(guò)電纜總成(13)與控制箱(12)連接。
【文檔編號(hào)】F04B15/02GK203463248SQ201320530585
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】張鵬飛, 史齊紅, 郭振東, 朱永慶, 楊雙業(yè) 申請(qǐng)人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司