工作原理a）采油過程電源接通，直線電機動子帶動柱塞在直線電機定子的作用下作往復(fù)運動。當直線電機動子向下運動時，柱塞做下沖程運動，波紋管在負壓作用下拉伸，單向進油閥打開，單向出油閥關(guān)閉，金屬薄膜向下彎曲、容積腔增大將油管中的原油吸入缸體內(nèi)；當直線電機動子向上運動時，柱塞做上沖程運動，波紋管壓縮，單向進油閥關(guān)閉，單向出油閥打開，金屬薄膜向上彎曲，容積腔減小將油管中的原油舉升到井口。

　　b）系統(tǒng)保護突然斷電、加載或直線電機動子出現(xiàn)速度波動時，軸向載荷通過拉桿分別傳遞給預(yù)緊彈簧、內(nèi)錐、外錐、雙向動壓軸承、儲液腔中的氟油和軸向動壓波紋管，平衡軸向壓力，保護電機正常工作。

　　內(nèi)錐、外錐同時具有對正功能，使直線電機的定子與動子氣隙保持恒定，并避免二者發(fā)生偏磨。拉桿為管狀結(jié)構(gòu)，與原油相通，拉桿與直線電機外壁加工成連通結(jié)構(gòu)，以提高散熱性能。

　　泵掛深度增加，直線電機推力過大，泵體自重和軸向作用力增加，均需將外管底部開通，并在大端蓋上增設(shè)脹緊結(jié)構(gòu)，平衡軸向振動沖擊。c）隔膜泵的工作原理隔膜泵相當于單作用柱塞泵，隔膜泵的工作參數(shù)wq取決于柱塞泵的結(jié)構(gòu)和運動參數(shù)。隔膜是一種隔離元件，隨著柱塞的往復(fù)運動，由于隔膜和柱塞間工作液的位移使隔膜也產(chǎn)生上下往復(fù)運動。除吸入閥和排出閥外，其他零件在干凈的潤滑油中工作，不和被輸送油液直接接觸，所以隔膜泵能在開發(fā)條件極其復(fù)雜的油井中有效工作。

　　等效阻值與功率損耗定子鐵心的每相每極的初級匝數(shù)為N1p，當沿鐵心長度范圍中心區(qū)域PS的繞組和邊端區(qū)域繞組結(jié)構(gòu)相同時，可求出換算到初級的每相電阻值Re=3E21Pe+Pce=18K（p+E）2l2FN21ps2+BRf=18K（p+E）2l2FN21ps（1-s）（s2+B）2R1=18K（p+E）2l2FN21p2s2-s+B（s2+B）2（1）式中，Re為邊端效應(yīng)消耗功率的等效電阻初級換算值，8；Rf為邊端作用有效部分功率等效電阻初級換算值，8；R1為邊端作用無效部分功率等效電阻初級換算值，8；Pe為進入邊端的邊端效應(yīng)消耗功率，kW；Pce為離開邊端的邊端效應(yīng)消耗功率，kW；E1為初級感應(yīng)電動勢，V；p為極對數(shù)；E=0120.4；lF為初級鐵心疊片厚度，m；K=ESlF$/KrQr，Kr為橫向邊端效應(yīng)系數(shù)；Qr為次級電導(dǎo)率8cm，$為次級導(dǎo)體厚度，m；B=3/E2P2；s為轉(zhuǎn)差率，且s=（vs-v）/vs；波磁場的移動速度與旋轉(zhuǎn)磁場在定子內(nèi)圓表面上的同步速度vs=2fS，m/s；f為電機工作頻率，Hz；v為次級移動速度，m/s；S為極距，m.

　　直線電機的參數(shù)確定根據(jù)上述分析，由式可以確定如下數(shù)據(jù)：Qr=1.69@10-88m，Qcr=014225@10-58，lcF=011884m，l=111m，A=010207mm2，氣隙為3mm，g=01004mm，G=144，S=0106m，vs=6m/s，F(xiàn)=1000N，N=88182匝，p=6，且電壓為380V、660V，變頻率050Hz，15%持續(xù)率推力1000N；直流電流515A；選用12個繞組串聯(lián)，星形接法。則該串聯(lián)圓筒形直線電機的外形尺寸為3000mm@110mm@6mm.

　　結(jié)論現(xiàn)有直線電機采油泵用直線電機驅(qū)動柱塞泵工作，泵掛深度受到限制，泵效提高不明顯。新型直線電機采油泵利用直線電機直接驅(qū)動井下泵閥工作，省去了鏈條、鋼絲繩、傳送帶、齒條絲杠和蝸輪螺桿等傳動裝置，克服了傳統(tǒng)采油機械傳動件復(fù)雜、效率低、精度差等缺點，具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高、運行可靠的優(yōu)點。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，根據(jù)設(shè)備的特點以及井下工作環(huán)境的特殊要求，綜合考慮了直線電機結(jié)構(gòu)、井下泵的結(jié)構(gòu)、電機保護措施、密封和泄漏等方面的要求，將直線電機與隔膜泵合理配套設(shè)計，彌補了現(xiàn)有直線電機采油泵泵掛深度較低、結(jié)構(gòu)設(shè)計不完善的不足。