[发明专利]直接驱动钻头的永磁同步电机装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田钻井设备，特别是一种直接驱动钻头的永磁同步电机装置。

背景技术

目前，石油行业采用的是将动力源放置在地面，通过钻柱将动力传递至给地下的钻头。这种装置存在以下缺点和不足：动力设备通过千米以上间接驱动钻头工作，启动扭矩较大，损耗了大量的功率，降低了系统效率；在钻井的过程中还存在着钻柱断、脱等现象。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种直接与钻头连接的直接驱动钻头的永磁同步电机装置。

本发明的技术方案是这样完成的，直接驱动钻头的永磁同步电机装置，包括有永磁同步电机，还包括有井下控制器；所述永磁同步电机的转轴为空心轴，永磁同步电机的外壳和空心轴向上延伸，外壳和空心轴之间由下往上依次为永磁同步电机、井下控制器；电缆通过井下控制器与永磁同步电机连接；空心轴上下端与外壳密封转动连接。

还包括有保护器，设在外壳和空心轴之间的保护器位于井下控制器上面。

所述保护器为沉淀式或胶囊式保护器。

所述保护器内设有电机油。

所述保护器上面还设有电缆桶。

所述电缆与电机控制柜连接，电机控制柜通过电缆将电源和控制信号经井下控制器传递给永磁同步电机。

所述永磁同步电机的定子线槽为直槽。

本发明的技术效果是：由于本发明的永磁同步电机输出端可以直接与钻头连接，在千米以下直接驱动钻头工作，将千米以上的间接驱动的钻柱省去，以低转速传递大扭矩，降低了钻柱的能量损耗，提高了系统的工作效率，还能有效避免钻柱断、脱等现象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步详细说明，如图所示，本发明的永磁同步电机5转轴为空心轴6，永磁同步电机5的外壳和空心轴6向上延伸，外壳和空心轴6之间由下往上依次为永磁同步电机5、井下控制器4、保护器3；地面控制柜1通过电览将电源和控制信号经井下控制器4传输给永磁同步电机5，控制永磁同步电机5工作；空心轴6上下端与外壳密封转动连接。设在永磁同步电机5的外壳和空心轴6之间的电缆桶2位于保护器3上面。在永磁同步电机和井下控制器之间、井下控制器和保护器之间、保护器和电缆通之间安装有轴承。

永磁同步电机包含电机外壳、转子、定子、和永磁体。电机采用H级绝缘，外壳防护等级为IPX8。定子和转子采用武钢50TW600硅钢片冲裁、叠压而成，槽形采用直槽设计，能有效减少谐波磁场，从而降低电机的振动和噪声。转子磁钢采用35EH，高矫顽力磁钢，可耐180℃高温，磁场强度的年衰减率小于2‰。延长了电机的使用寿命。井下控制器可以接收到地面控制柜的命令后，控制永磁同步电机驱动钻头。保护器4中充满电机油，可以保护钻井液不进入永磁同步电机内部。保护器3为沉淀式或胶囊式保护器。

本发明工作时，永磁同步电机5在地面控制柜1的控制下，带动永磁同步电机输出端上的钻头工作，钻井液顺着空心轴6向上流动，也就是说顺着箭头7向上流动。