具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1、图2、图11、图14、图15所示，一种复合型内转子式油气举升装置，包括保护器1、复合装置2、止推装置3和油管4，复合装置2包括电机主体、螺杆轴201和挠性机构，电机主体包括电机外壳202、电机定子机构和电机转子轴203，电机外壳202与保护器1相连接，电机定子机构安装在电机外壳202内，电机转子轴203的外壁设置有磁体机构，电机转子轴203内部中空，螺杆轴201与电机转子轴203的内壁相配合，当电机转子轴203旋转时，螺杆轴201能够在电机转子轴203内摆动，确保井液顺利举升，挠性机构包括挠性主体、挠性轴205，挠性主体分别与电机外壳202、止推装置3相连接，挠性主体上设置有至少一个通孔206，通孔206作为进油口或进气口，挠性轴205分别与螺杆轴201、止推装置3相连接，由螺杆轴201传递过来的径向摆动通过挠性轴205进行削弱，通过止推装置3对轴向载荷进行卸荷，油管4与电机转子轴203相连接。

如图3、图4所示，本发明优选保护器1包括上保护机构和下保护机构，上保护机构包括保护上接头101以及从内向外依次设置的内管102、胶囊管103、油道104和上外壳105，保护上接头101与上外壳105沿轴向相连接，保护上接头101内设置有分别与内管102、油道104相连通的泄压机构，内管102与胶囊管103相连通，内管102与胶囊管103之间配合有上联接件106、下联接件107，胶囊管103中间内部空间大、上下两端内部空间小，胶囊管103与内管102之间具有空间，内管102中的电机油能够流入胶囊管103，当胶囊管103内电机油满载时再通过胶囊管103呼吸排出通过泄压机构流入油道104中，油道104能够起到暂存电机油的缓冲作用，实现泄压作用，保证采油系统内部油压趋于稳定，且不需要设置沉降腔，结构简单，上联接件106配合在内管102的上端与胶囊管103的上端之间，下联接件107配合在内管102的下端与胶囊管103的下端之间，上联接件106与保护上接头101相连接，内管102、上外壳105均与下保护机构相连接，胶囊管103、下联接件107均与下保护机构相抵接。

本发明优选上联接件106的外壁与胶囊管103的内壁过盈配合，上联接件106的内壁与内管102的外壁过盈配合，下联接件107的外壁与胶囊管103的内壁过盈配合，下联接件107的内壁与内管102的外壁过盈配合。

为了便于内管102与胶囊管103之间的连通，本发明优选内管102的周壁上开设有至少一个第一孔洞108。

本发明优选泄压机构包括开设在保护上接头101底部的凹孔109、设置在凹孔109处的泄压阀110以及开设在保护上接头101内壁上的第二孔洞111，第二孔洞111与内管102相连通，第二孔洞111与凹孔109相连通，泄压阀110与油道104相连通。

本发明优选油道104包括外套筒112、设于外套筒112内的内套筒113，外套筒112的内壁与内套筒113的外壁之间设有通道114，胶囊管103满载的电机油能够流入通道114中，起到缓冲作用。

为了提高油道104的稳固性，本发明优选外套筒112的外壁粘接在上外壳105的内壁上，内套筒113的内壁粘接在胶囊管103的外壁上。

本发明优选上外壳105上设置有至少一个第三孔洞115，通过第三孔洞115与外部实现连通，便于排出电机油。

本发明优选下保护机构包括沿轴向依次连接的保护下接头116、下外壳117和保护底接头118，内管102、上外壳105均与保护下接头116相连接，胶囊管103、下联接件107均与保护下接头116相抵接。

本发明优选保护上接头101、保护下接头116均与上外壳105螺纹连接。优选保护上接头101的下端内壁与上联接件106的上端外壁螺纹连接。优选内管102的下端外壁与保护下接头116的上端内壁螺纹连接。优选内管102与油管4之间留有间隙。

本发明优选保护上接头10上设置有至少一个第一螺纹孔119，还设置有油管接头5，油管接头5上设置有至少一个第一安装孔501，可以通过螺钉穿过第一安装孔501旋入第一螺纹孔119，实现保护上接头101与油管接头5的稳固连接。

如图4所示，为了提高保护上接头101的密封性，本发明优选保护上接头101内设置有第一机械密封120和第二机械密封121。

本发明优选保护上接头101内设置有上铜套122，上铜套122与保护上接头101间隙配合，上铜套122位于第一机械密封120与第二机械密封121之间，上铜套122与油管4过盈配合，通过上铜套122代替轴承支撑油管4的旋转运动，还起到减少油管4磨损的作用。

为了提高保护下接头116的密封性，本发明优选保护下接头116内设置有第三机械密封123。

优选保护下接头116、保护底接头118均与下外壳117螺纹连接，同时设置密封圈提高密封性。为了提高保护下接头116、下外壳117和保护底接头118之间连接的稳固性，还包括底联接件124，底联接件124的上端与保护下接头116相连接，底联接件124的下端与保护底接头118相连接。

本发明优选保护下接头116内设置有下铜套125，下铜套125与保护下接头116间隙配合，下铜套125与油管4过盈配合。本发明优选底接头118内过盈配合有底铜套126，底铜套126与油管4无接触。

本发明优选保护底接头118上设置有至少一个第二安装孔127。

如图5-图7所示，本发明还包括电机接头组件，电机接头组件包括电机上接头207、与电机上接头207相连接的电机底接头208，电机上接头207分别与下保护机构、电机外壳202相连接，电机上接头207内安装有轴向止推滑动轴承组件，避免电机转子轴203的重力影响。

进一步优选轴向止推滑动轴承组件包括止推滑动轴承209、锁紧销钉210、推力盘211、平半环和平半环压盖212，止推滑动轴承209通过锁紧销钉210定位在电机上接头207上，推力盘211设置在止推滑动轴承209上，平半环安装在平半环压盖212内，平半环压盖212压住平半环，平半环压盖212与推力盘211相连接。具体地，平半环由两个第一半开环213拼接而成，方便装配。具体地，平半环压盖212通过锁紧螺丝214固定在推力盘211上。

具体地，电机上接头207的顶端设置有至少一个第二螺纹孔215，与保护底接头118的第二安装孔127相配合，通过螺钉穿过第二安装孔127旋入第二螺纹孔215实现电机上接头207与保护底接头118的固定，且电机上接头207与保护底接头118螺纹连接，电机上接头207的下端与电机外壳202螺纹连接，安装方便且连接稳固。具体地，电机底接头208与电机上接头207内部螺纹连接。

本发明优选电机上接头207内设置有第一电机接头铜套216，电机底接头208内设置有第二电机接头铜套217，第二电机接头铜套217与电机底接头208间隙配合。

本发明优选电机上接头207上设置有单向阀218，通过单向阀218注入电机油，同时能够防止电机油排出。

本发明优选电机转子轴203的一端连接有变径接头219，变径接头219与油管4相连接，通过变径接头219变径为管路通道，便于井液沿油管4向上排出。进一步优选油管4的外径为30mm，油管4的壁厚为5mm。进一步优选第二电机接头铜套217过盈套在油管4上，第二电机接头铜套217跟随油管4旋转，油管4与电机底接头208之间为间隙配合。进一步优选两个半开环213装配在油管6的定位槽(图中未示出)中，油管6与推力盘433为间隙配合。使用时，油管6通过第一半开环213、平半环压盖212、推力盘211，将轴向力传递给止推滑动轴承209。

具体地，螺杆轴201与电机转子轴203的内壁220过盈配合，进一步便于螺杆轴201跟随电机转子轴203的内壁220进行摆动。更具体地，电机转子轴203的内壁220由橡胶灌装制成。可以理解的是，电机转子轴203的内壁220并不局限于橡胶灌装制成，也可以采用金属及保留在金属表面的橡胶层制成。

本发明优选电机定子机构与磁体机构之间存在气隙8。

具体地，电机定子机构包括沿轴向设置的多段定子铁芯224，相邻定子铁芯224之间设置有铜冲片225，铜冲片225与电机外壳202间隙配合。

更具体地，如图13所示，定子铁芯224由硅钢片轧制而成，包括定子轭部226、多个定子齿部227，相邻定子齿部227之间形成齿槽228，当绕线完毕后将齿槽开口229使用灌胶密封，留出绕线槽230，铜线是穿过绕线槽230绕在定子齿部227上的。

为了便于定子铁芯224的固定，本发明优选设置有两个齿压板231，通过两个齿压板231分别将位于最上端的定子铁芯224和位于最下端的定子铁芯224夹住，再通过两个卡簧232进行锁紧固定。

如图11、图12所示，本发明优选磁体机构包括沿轴向设置的多个磁体组件，相邻磁钢组件之间设置有隔磁组件。进一步优选每个隔磁组件包括两个隔磁端环233、设于两个隔磁端环233之间的扶正轴承234、两个垫片235，每个垫片235设于扶正轴承234与隔磁端环233之间，防止电机转子轴203径向摆动，扶正轴承234外圈与铜冲片225过盈配合。进一步优选每个磁体组件包括沿周向间隔设置的多个磁体。进一步优选磁体采用环氧树脂胶水粘接在电机转子轴203的外壁。进一步优选磁体为磁钢236。可以理解的是，磁体并不局限于磁钢236，也可以采用钕铁硼材质。

由于井下套管直径限制，同时需要足够的举升力，通过串联拼接的方式提高电机长度增大出力，长径比大于25，长径比指的是多段定子铁芯224总长与电机外壳202直径比值。本实施例中，定子铁芯224与磁钢236均有十段，长径比为39，能够增大电机效率，简化电机的制造安装工艺。

如图8-图10所示，本发明还包括电机密封机构，电机密封机构包括密封接头237、设置在密封接头237上端内的密封铜套238以及设置在密封接头237下端内的机械密封装置239，密封接头237上端与电机外壳202相连接，密封铜套238与电机转子轴203过盈配合，跟随电机转子轴203转动，通过密封铜套238代替电机转子轴203与密封接头237间的磨损，密封接头237下端与挠性主体相连接，通过机械密封装置239实现轴向密封，隔绝井液和电机油。

具体地，密封接头237上端与电机外壳202螺纹连接，并设置密封圈进行密封。具体地，密封接头237下端与挠性主体螺纹连接，并设置密封圈进行密封。

本发明优选挠性主体包括挠性轴外壳240、与挠性轴外壳240相连接的挠性轴底接头241，挠性轴外壳240与密封接头237下端螺纹连接，同时设置密封圈进行密封，至少一个通孔206设置在挠性轴外壳240上。

进一步优选挠性轴底接头241内设置有固定铜套242，挠性轴205穿过固定铜套242，通过固定铜套242的设置降低挠性轴205的磨损。

为了便于螺杆轴201与挠性轴205之间的连接，本发明优选螺杆轴201的下端设置有凹槽243、与凹槽243相连通的至少一个第三安装孔244，凹槽243呈圆形，优选挠性轴205上设置有螺栓孔245，可以通过螺栓穿过第三安装孔244旋入螺栓孔245实现螺杆轴201与挠性轴205之间的固定。优选螺杆轴201为单头螺杆。

本发明优选挠性轴205长细比为100，长细比也称为柔度，柔度集中反映了挠性轴205轴长约束情况、截面形状和尺寸等对临界应力的综合影响。

下面介绍挠性轴205的稳定性计算。

挠性轴205的稳定条件：n＝Fcr/F＝nst

式中：n为强度安全系数，n>＝nst；F为挠性轴的工作应力；Fcr为挠性轴的临界应力；nst为规定的稳定安全系数，金属压杆nst取1.8～3.0。

挠性轴205的临界应力计算如下：

两端固定的长度系数μ＝0.5；

轴长：l＝1.264m；

轴直径：d＝0.02528m；

惯性矩：I＝π×d⁴/64＝2×10^-8m⁴；

截面积：A＝π×(d/2)²＝5.02×10^-4m²；

弹性模量：E＝210GPa；

比例极限：σp＝280MPa；

临界应力：

n取2，则F＝Fcr/n＝51837.55N。

挠性轴205的柔度计算如下：

柔度：λ＝μl/√(I/A)＝100；

λp＝π×√(E/σp)＝86，其中λp指的是压杆稳定中压杆的临界应力达到材料的比例极限时的柔度值；

得出λ>λp，判断为大柔度杆，根据大柔度压杆强度计算欧拉公式：

临界应力：钢屈服强度σs＝355Mpa，能够抵抗塑性变形。

如图15所示，本发明优选止推装置3包括同轴设置的止推接头和止推轴301，止推接头内设置有第一锁紧件302、第二锁紧件303和第三锁紧件304，第二锁紧件303的一端与第一锁紧件302相抵接，另一端与止推接头相抵接，止推轴301与挠性轴205相连接，止推轴301与第二锁紧件303形成的空间内设置有止推机构，止推机构分别与第三锁紧件304、止推接头相抵接，止推机构包括沿轴向叠设的多个止推滚子轴承305，通过多个止推滚子轴承305避免止推轴301的径向跳动，同时，多个止推滚子轴承305承受来自螺杆轴201和挠性轴205的重力以及电机转子轴203旋转传递施加的轴向负载，将轴向载荷分散到止推接头上，避免轴向载荷过大，防止轴向定位窜动或锁死。

进一步优选止推接头包括依次相连接的止推上接头306、止推外壳307、止推底接头308，第一锁紧件302、第二锁紧件303和第三锁紧件304均设置在止推外壳307内设置，第二锁紧件303的另一端与止推底接头308相抵接。

进一步优选止推上接头306内、止推底接头308内分别安装有上滚子轴承309、下滚子轴承310，上滚子轴承309的内圈、下滚子轴承310的内圈均与止推轴301过盈配合。

为了提高第二锁紧件303沿轴向的稳定性，本发明优选第一锁紧件302与止推外壳307螺纹连接。

本发明优选第三锁紧件303包括沿轴向相连接的第一锁紧部311和第二锁紧部312，第一锁紧部311与上滚子轴承309的内圈之间设置有调整垫片313，调整垫片313厚度取决于装配时间隙，第二锁紧部312与止推滚子轴承305相抵接，第一锁紧部311与第二锁紧部312连接形成的轴向长度能够调节，便于轴向定位。进一步优选第二锁紧部312的上部伸入第一锁紧部311内且与第一锁紧部311螺纹连接。

为了避免第三锁紧件303的径向跳动，本发明优选第一锁紧部311的下端与第二锁紧部312之间沿径向连接有至少一个螺钉(图中未示出)，第一锁紧部311的下端设置有至少一个第四安装孔314，通过螺钉穿过第四安装孔314旋入第二锁紧部312锁死。

为了避免止推轴301对第二锁紧部312的影响，本发明优选第二锁紧部312与止推轴301间隙配合。

本发明优选止推上接头306与止推轴301之间设置有第四机械密封315，能够实现对止推轴301的轴向密封，隔绝井液与电机油。

本发明优选上滚子轴承309、下滚子轴承310均为向心推力滚子轴承，能够承受较大的轴向力。

本发明优选每个止推滚子轴承305包括沿轴向设置的轴圈316、滚子317和座圈318，相邻轴圈316之间设置有第一定位轴套319，相邻座圈318之间设置有第二定位轴套320。

本发明优选下滚子轴承310的内圈上设置有两个第二半开环321，两个第二半开环321围成一个圆环，位于最下端的轴圈316抵接有第三定位轴套322，第三定位轴套322、止推轴301均抵接在两个第二半开环321上，止推底接头308上设置有环形定位挡圈323，环形定位挡圈323与止推外壳307相连接，座圈318和第二锁紧件303均抵接在环形定位挡圈323上，环形定位挡圈323起到对止推机构轴向定位，并方便的将多个止推滚子轴承305产生的载荷传递到止推外壳307。

为了实现对止推滚子轴承305的润滑，本发明优选相邻的座圈318与轴圈316之间形成储油空间324。

本发明优选轴圈316与止推轴301间隙配合，避免止推滚子轴承305的旋转。

为了提高环形定位挡圈323与止推外壳307连接的稳固性，本发明优选环形定位挡圈323与止推外壳307螺纹连接。

本发明在使用时，井液由挠性轴205与螺杆轴201接头处的通孔206流入，充满挠性轴205与挠性轴外壳240形成的型腔，电机转子轴203转动，螺杆轴201跟随电机转子轴203的内壁220进行摆动，井液沿着螺杆轴201与电机转子轴203形成的“螺杆泵”通过变径接头219输送至油管4内，随后被举升至地面，轴向载荷依次通过第一锁紧部311、第二锁紧部312、轴圈316、滚子317、座圈318、第二锁紧件303传递给环形定位挡圈323和第二半开环321，环形定位挡圈323将轴向力通过止推外壳307卸荷，同时第二半开环321将轴向力通过止推底接头308卸荷。胶囊管103内充满电机油，当电机发热，电机油膨胀通过内管的第一孔洞108流入胶囊管103中，胶囊管103内部电机油满载通过内管102、第二孔洞111、凹孔109、泄压阀110流入油道104中，再通过上外壳105的第三孔洞115流到外部。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。