井下泥漿發電機的製作方法

2023-06-07 16:32:51 2

專利名稱：井下泥漿發電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在石油鑽井工程中用於無線隨鑽測量儀器供電的井下泥漿發電機。
背景技術：
目前，石油鑽井行業的無線隨鑽測量儀器的供電系統，公知的方法是採用鋰電池及泥漿發電機供電。隨著地質導向技術、隨鑽測井技術及閉環鑽井技術在油田開發過程中得到了普遍的應用，井下複雜測控系統要有充足的電源能量供應作為保證，而鋰電池存在較多的缺點，其能量和溫度範圍有限；安全性差；對環境造成汙染；使用成本高。
目前公知的泥漿發電機其結構由葉輪、轉子、定子、驅動軸、變速器、發電機控制電路、發電機外殼組成。傳動系統採用機械硬連接結構。其原理是泥漿流體驅動葉輪旋轉，驅動軸通過變速器減速驅動電動機轉子旋轉，切割磁力線實現發電。其缺點整個傳動系統是機械硬性連接，變速器齒輪箱無潤滑和降溫措施，長期高速轉動易損壞，降低了泥漿發電機的使用壽命；機械硬性連接對軸系的同心度加工精度提出了更高的要求，材料特性降低或軸系同心度偏差均會造成泥漿發電機壽命降低；另外，不同的排量下，泥漿發電機必須更換不同類型及尺寸的轉子，限制了泥漿發電機的排量適應範圍。

發明內容
本發明的目的是為了提供在石油鑽井行業中用於無線隨鑽測量儀器供電的井下泥漿發電機。與現有技術相比，傳動系統採用磁力耦合器技術，利用內外磁力耦合產生的滑差效應及磁力耦合軟連接技術保護髮電機，使發電機在井下可靠工作。
本發明所述的井下泥漿發電機由渦輪、驅動軸、變速器、磁力耦合器內磁轉子、隔套、磁力耦合器外磁轉子、發電機組成。
本發明所述的井下泥漿發電機特徵是井下泥漿發電機上部為圓柱形渦輪，渦輪上有轉子和葉片，渦輪旁有泥漿流道，渦輪下部為液體分配器，液體分配器和驅動軸之間有密封件，液體分配器下部是油腔體，油腔體內裝配有驅動軸、變速器、液力平衡系統及磁力耦合器內磁轉子，磁力耦合器內磁轉子下部是凹狀的隔套，隔套下部為空氣腔體，空氣腔體上部裝配有帶軸的磁力耦合器外磁轉子，空氣腔體中部為發電機、控制電路及數據平臺，空氣腔體下部為發電機軸及軸承座。
本發明所述的井下泥漿發電機具有的有益效果是傳動系統採用磁力耦合器實現柔性連接，降低了對軸系的同心度加工精度；變速器工作在液壓油中，延長使用壽命；磁力耦合器的滑差效應擴寬了發電機適應範圍(20-40L/S)，簡化了渦輪轉子配比，限制了發電機極限轉速，保護髮電機，使發電機可靠工作。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。


圖1表示「井下泥漿發電機」內部結構剖面圖1、渦輪2、驅動軸 3、液體分配器 4、密封件 5、變速器6、磁力耦合器內磁轉子7、隔套8、磁力耦合器外磁轉子9、發電機 10、控制電路 11、數據平臺 12、泥漿流道 13、油腔體14、液力平衡系統 15、空氣腔體
具體實施例方式現結合說明書附圖，對本發明作進一步描述。
圖1表示井下泥漿發電機內部結構剖面圖。井下泥漿發電機上部是圓柱形的渦輪1，渦輪1上有轉子和葉片，渦輪1旁有泥漿流道12，渦輪轉子下部是液體分配器3，液體分配器3和驅動軸2之間有密封件4，液體分配器3下部是油腔體13，油腔體13一側是液力平衡系統14，在驅動軸2下部、油腔體13上部有變速器5，變速器軸下端裝有磁力耦合器內磁轉子6，磁力耦合器內磁轉子6下部是凹狀的隔套7，隔套7下部是空氣腔體15，空氣腔體15上部裝配有帶軸的磁力耦合器外磁轉子8，磁力耦合器內外磁轉子通過磁力作用在軸向上相互定位，空氣腔體15中部是發電機9、控制電路10、數據平臺11，空氣腔體15下部是發電機軸及軸承座。隔套實現油腔體到空氣腔體的密封，當泥漿衝刷渦輪帶動驅動軸旋轉，經過變速器減速驅動使磁力耦合器內磁轉子旋轉，磁力耦合器外磁轉子則跟隨同步旋轉，從而帶動發電機轉軸旋轉，實現無接觸傳遞動力。當泥漿排量較高時，磁力耦合器內外磁轉子會產生滑差效應，即磁力耦合器內外磁轉子不同步旋轉，發電機轉軸的轉速不會達到極限，而是保持恆定轉速。井下泥漿發電機與數據平臺組合實現下傳通訊技術。
權利要求
1.一種井下泥漿發電機，包括渦輪(1)、驅動軸(2)、變速器(5)、磁力耦合器內磁轉子(6)、隔套(7)、磁力耦合器外磁轉子(8)、發電機(9)，其特徵是井下泥漿發電機上部為圓柱形渦輪(1)，渦輪(1)下部裝有驅動軸(2)，驅動軸(2)通過變速器(5)連接磁力耦合器內磁轉子(6)，磁力耦合器內磁轉子(6)下部是凹狀的隔套(7)，隔套(7)下部是凹狀的磁力耦合器外磁轉子(8)，磁力耦合器外磁轉子(8)與發電機(9)同軸連接。
2.根據權利要求1所述的井下泥漿發電機，其特徵是油腔體(13)內注滿液壓油，一側裝有液壓平衡系統(14)。
全文摘要
本發明公開了一種用於隨鑽儀器供電的井下泥漿發電機，包括渦輪、驅動軸、變速器、磁力耦合器內磁轉子、隔套、磁力耦合器外磁轉子、發電機，該井下泥漿發電機採用磁力耦合器技術，泥漿衝刷渦輪帶動驅動軸旋轉，經過變速器使磁力耦合器內磁轉子旋轉，磁力耦合器外磁轉子則跟隨同步旋轉，從而帶動發電機轉軸旋轉，切割磁力線而發電，實現了無接觸傳遞動力；當排量高時，利用磁力耦合器內外磁轉子產生的滑差效應保護髮電機；變速器工作在油裡，使發電機在井下可靠工作；井下泥漿發電機與數據平臺組合實現下傳通訊技術。
文檔編號H02K51/00GK1865693SQ200610044970
公開日2006年11月22日 申請日期2006年6月22日 優先權日2006年6月22日
發明者楊錦舟, 林恩懷, 張海花, 肖紅兵, 楊全進, 郭淑會 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鑽井工藝研究院