井下軸向永磁發電機的製作方法

2023-07-16 20:58:21

專利名稱：井下軸向永磁發電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田井下工具儀器使用的發電機，屬油田井下工具儀器類。
背景技術：
油田井下工具儀器所用電源一般有三種提供方式靠電纜將地面電源送至井下；或自帶電池；以及帶發電機。隨著當前油田技術的發展，先進的井下工具儀器用電量較大。對於電纜給井下送電形式，雖然滿足幾乎任何井下的用電要求，但由於電纜的存在，給現場施工帶來很大不便；對於自帶電池情況，由於電池電量有限，不能維持長時間的井下工作，電池又是長效汙染源，不利於環保，因此也有不便之處。而發電機是較理想的井下電源。目前現有的井下發電機是安裝在動力軸端處的軸頭髮電機，它主要由過渡接頭、軸頭電磁鐵、軸頭電磁線圈、軸頭永磁體和軸頭圓盤組成。這種發電機存在的問題是發電量受井下管柱和井下工具儀器直徑大小的制約，存在提供電量有限的固有問題。對於當前井下多功能工具儀器用電量的需求，現有的發電機因發電量小而無法滿足。

發明內容
為了克服現有井下發電機發電量小的固有問題，本實用新型提供了一種井下軸向永磁發電機。它的特點是該軸向永磁發電機可在軸向上加長發電機機身，或軸向採用多級連形式，以加大發電量，來滿足供電需求。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是在外筒內的軸心處設置一個空心軸，在空心軸的兩端分別上滾動軸承，在空心軸的外壁上沿軸向嵌裝了偶數個軸向永磁體，並在軸向永磁體兩端的軸上分別設置了上永磁體護套和下永磁體護套，使軸向永磁體固定在軸上，由此形成軸向永磁發電機的轉子部分；在外筒內與轉子對應的環空中設置了與軸向永磁體數量相同的軸向電磁線圈和軸向電磁鐵，這些軸向電磁線圈套裝在軸向電磁鐵上並在兩端分別設置了上線圈護套和下線圈護套，使軸向電磁鐵鐵芯和軸向電磁線圈固定在外筒內壁上，形成了軸向發電量的定子部分；在軸向電磁線圈上端部對應的外筒內壁上開有電線過線槽，將電源引出；在空心軸的下部軸端上安裝了聯軸器，該聯軸器與動力軸相連接。當動力軸轉動時，將帶動軸向永磁發電機轉子轉動，使軸向永磁發電機發電。另外在外筒內的連續空間中充滿了抗高溫、絕緣、阻燃的液態潤滑油。由於井下工具儀器在軸向擴展空間大，因此當井下工具儀器的用電量增大時，可將軸向永磁發電機在軸向加長一些，或採用多級永磁發電機級連來增大發電量。在軸向永磁鐵的上端軸頭處還可以將原有的軸頭髮電機安裝上，形成即有軸向發電機，又有軸頭髮電機的組合式永磁發電機。
本實用新型的有益效果是，採用不帶電纜，無環境汙染的井下軸向永磁發電機。該發電機的最大特點是利用井下工具儀器在軸向上可擴展的優勢，加長發電機的長度或採用多級發電機級連來增大發電量，以滿足井下儀器用電量增長的需要。


以下結合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。
圖1是本實用新型圖2的I-I剖視圖。
圖2是本實用新型圖1的II-II剖視圖。
圖3是現有的軸頭髮電機圖4的III-III的剖視圖。
圖4是現有的軸頭髮電機圖3的IV-IV的剖視圖。
圖5是本實用新型與現有的軸頭髮電機組合剖視圖。
圖中1.外筒、2.過線槽、3.上滾動軸承、4.空心軸、5.上永磁體保護套、6.上線圈護套、7.軸向電磁線圈、8.軸向電磁鐵芯、9.軸向永磁體、10.上線圈護套、11.下永磁體保護套、12.下滾動軸承、13.聯軸器、14.過渡接頭、15.軸頭電磁鐵芯、16.軸頭電磁線圈、17.軸頭線圈護罩、18.軸頭永磁體、19.軸頭圓盤、20.螺栓。
具體實施方式
在圖1偶數個軸向永磁體9沿圓周環向嵌人空心軸4的外壁內，並用上永磁體護套5和下永磁體護套11將軸向永磁體9固定，空心軸4的兩端的軸頸處分別安裝了上滾動軸承3和下滾動軸承12，由此形成軸向永磁發電機的轉子部分；軸向永磁線圈7套在軸向電磁鐵芯8上，並分別用上線圈護套6和下線圈護套10將軸向電磁線圈7和軸向電磁鐵芯8固定在外筒1的內壁上，由此形成軸向永磁發電機的定子部分；此外，在空心軸4的下端軸頭上安裝了聯軸器13，在外筒1對應軸向電磁線圈7的上端內壁上開有過線槽2以安置電源引出線。這樣，當動力機通過聯軸器13帶動軸向永磁發電機轉子轉動，則軸向永磁發電機就輸出電能。
圖3為現有的軸頭髮電機，軸頭圓盤19安裝在空心軸4端部，上表面內嵌裝了圓柱形軸頭永磁體18，軸頭電磁線圈16套在軸頭電磁鐵芯15上，並用軸頭線圈護罩17套住，再用螺栓20將軸頭線圈護罩17固定在過渡接頭14上，空心軸4的軸頸處裝有上滾動軸承3.當動力機通過空心軸4帶動軸頭圓盤19轉動，則軸頭髮電機就可發電。
圖5是將所示實例與圖3現有的軸頭髮電機組合在一起形成軸向永磁發電機一體的組合式永磁發電機，其各部件安裝方式與圖1、圖2、圖3、圖4一致。
權利要求1.一種油田井下使用的井下軸向永磁發電機，其特徵是空心軸兩端的軸頸處分別安裝了上滾動軸承，空心軸外壁順軸向嵌入了軸向永磁體，並分別用上永磁體護套和下永磁體護套將軸向永磁體固定在空心軸上；軸向電磁線圈套裝在軸向電磁鐵芯上，兩頭分別用上線圈護套和下線圈護套將軸向電磁線圈和軸向電磁鐵芯固定在外筒內壁上；在外筒內壁上對應電磁線圈的上端處開有過線槽；在空心軸的下端部安裝有聯軸器。
2.根據權利要求1所述的井下軸向永磁發電機，其特徵是偶數個軸向永磁體為長方形，橫斷面為矩形，並順軸向在圓周環向等角度分別嵌入空心軸的外壁內，在外側面的軸向永磁體磁極性沿圓周環向相鄰的為異極性，相隔的為同極性；軸向電磁線圈與軸向電磁鐵也為偶數個，並與軸向電磁鐵數量相同，在圓周環向等角度分布。
3.根據權利要求1所述的井下軸向永磁發電機，其特徵是空心軸、上永磁體護套、下永磁體護套、上線圈護套、下線圈護套均為無磁材料；並在外筒內充有耐高溫、絕緣、阻燃的液態潤滑介質。
專利摘要一種給油田井下工具儀器提供電源的井下軸向永磁發電機。空心軸兩端軸頸處裝有滾動軸承，軸向永磁體通過兩端的永磁體護套固定在空心軸上，形成發電機轉子；由上、下線圈護套將軸向電磁線圈和軸向電磁鐵芯固定在外筒內壁上，形成了發電機定子。由於發電機轉子定子均為軸向安裝形式，又井下工具儀器在軸向上有擴展空間，因此發電機電量可隨井下工具儀器用電量的增長，通過加長發電機的軸向長度或多級發電機級連方式來增大發電量，滿足井下工具儀器的用電需求。
文檔編號H02K33/18GK2715418SQ200420050958
公開日2005年8月3日 申請日期2004年5月14日 優先權日2004年5月14日
發明者吳智中 申請人:北京合康科技發展有限責任公司