專利名稱：井下泥漿發(fā)電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在石油鉆井工程中用于無線隨鉆測量儀器供電的井下泥漿發(fā)電機。
背景技術(shù)：
目前，石油鉆井行業(yè)的無線隨鉆測量儀器的供電系統(tǒng)，公知的方法是采用鋰電池及泥漿發(fā)電機供電。隨著地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)、隨鉆測井技術(shù)及閉環(huán)鉆井技術(shù)在油田開發(fā)過程中得到了普遍的應(yīng)用，井下復(fù)雜測控系統(tǒng)要有充足的電源能量供應(yīng)作為保證，而鋰電池存在較多的缺點，其能量和溫度范圍有限；安全性差；對環(huán)境造成污染；使用成本高。
目前公知的泥漿發(fā)電機其結(jié)構(gòu)由葉輪、轉(zhuǎn)子、定子、驅(qū)動軸、變速器、發(fā)電機控制電路、發(fā)電機外殼組成。傳動系統(tǒng)采用機械硬連接結(jié)構(gòu)。其原理是泥漿流體驅(qū)動葉輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動軸通過變速器減速驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，切割磁力線實現(xiàn)發(fā)電。其缺點整個傳動系統(tǒng)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(zhuǎn)動易損壞，降低了泥漿發(fā)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(fā)電機壽命降低；另外，不同的排量下，泥漿發(fā)電機必須更換不同類型及尺寸的轉(zhuǎn)子，限制了泥漿發(fā)電機的排量適應(yīng)范圍。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了提供在石油鉆井行業(yè)中用于無線隨鉆測量儀器供電的井下泥漿發(fā)電機。與現(xiàn)有技術(shù)相比，傳動系統(tǒng)采用磁力耦合器技術(shù)，利用內(nèi)外磁力耦合產(chǎn)生的滑差效應(yīng)及磁力耦合軟連接技術(shù)保護發(fā)電機，使發(fā)電機在井下可靠工作。
本實用新型所述的井下泥漿發(fā)電機由渦輪、驅(qū)動軸、變速器、磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)子、隔套、磁力耦合器外磁轉(zhuǎn)子、發(fā)電機組成。
本實用新型所述的井下泥漿發(fā)電機特征是井下泥漿發(fā)電機上部為圓柱形渦輪，渦輪上有轉(zhuǎn)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(qū)動軸之間有密封件，液體分配器下部是油腔體，油腔體內(nèi)裝配有驅(qū)動軸、變速器、液力平衡系統(tǒng)及磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)子，磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子，空氣腔體中部為發(fā)電機、控制電路及數(shù)據(jù)平臺，空氣腔體下部為發(fā)電機軸及軸承座。
本實用新型所述的井下泥漿發(fā)電機具有的有益效果是傳動系統(tǒng)采用磁力耦合器實現(xiàn)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(yīng)擴寬了發(fā)電機適應(yīng)范圍(20-40L/S)，簡化了渦輪轉(zhuǎn)子配比，限制了發(fā)電機極限轉(zhuǎn)速，保護發(fā)電機，使發(fā)電機可靠工作。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1表示“井下泥漿發(fā)電機”內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖1、渦輪 2、驅(qū)動軸 3、液體分配器 4、密封件 5、變速器6、磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)子 7、隔套 8、磁力耦合器外磁轉(zhuǎn)子9、發(fā)電機 10、控制電路 11、數(shù)據(jù)平臺 12、泥漿流道 13、油腔體14、液力平衡系統(tǒng) 15、空氣腔體具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖，對本實用新型作進一步描述。
圖1表示井下泥漿發(fā)電機內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面圖。井下泥漿發(fā)電機上部是圓柱形的渦輪1，渦輪1上有轉(zhuǎn)子和葉片，渦輪1旁有泥漿流道12，渦輪轉(zhuǎn)子下部是液體分配器3，液體分配器3和驅(qū)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(cè)是液力平衡系統(tǒng)14，在驅(qū)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(nèi)磁轉(zhuǎn)子6，磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子8，磁力耦合器內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子通過磁力作用在軸向上相互定位，空氣腔體15中部是發(fā)電機9、控制電路10、數(shù)據(jù)平臺11，空氣腔體15下部是發(fā)電機軸及軸承座。隔套實現(xiàn)油腔體到空氣腔體的密封，當泥漿沖刷渦輪帶動驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過變速器減速驅(qū)動使磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，磁力耦合器外磁轉(zhuǎn)子則跟隨同步旋轉(zhuǎn)，從而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)無接觸傳遞動力。當泥漿排量較高時，磁力耦合器內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子會產(chǎn)生滑差效應(yīng)，即磁力耦合器內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子不同步旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速不會達到極限，而是保持恒定轉(zhuǎn)速。井下泥漿發(fā)電機與數(shù)據(jù)平臺組合實現(xiàn)下傳通訊技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種井下泥漿發(fā)電機，包括渦輪(1)、驅(qū)動軸(2)、變速器(5)、磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)子(6)、隔套(7)、磁力耦合器外磁轉(zhuǎn)子(8)、發(fā)電機(9)，其特征是井下泥漿發(fā)電機上部為圓柱形渦輪(1)，渦輪(1)下部裝有驅(qū)動軸(2)，驅(qū)動軸(2)通過變速器(5)連接磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)子(6)，磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子(8)，磁力耦合器外磁轉(zhuǎn)子(8)與發(fā)電機(9)同軸連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下泥漿發(fā)電機，其特征是油腔體(13)內(nèi)注滿液壓油，一側(cè)裝有液壓平衡系統(tǒng)(14)。
專利摘要本實用新型公開了一種用于隨鉆儀器供電的井下泥漿發(fā)電機。包括渦輪、驅(qū)動軸、變速器、磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)子、隔套、磁力耦合器外磁轉(zhuǎn)子、發(fā)電機，該井下泥漿發(fā)電機采用磁力耦合器技術(shù)，泥漿沖刷渦輪帶動驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過變速器使磁力耦合器內(nèi)磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，磁力耦合器外磁轉(zhuǎn)子則跟隨同步旋轉(zhuǎn)，從而帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，切割磁力線而發(fā)電，實現(xiàn)了無接觸傳遞動力；當排量高時，利用磁力耦合器內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的滑差效應(yīng)保護發(fā)電機；變速器工作在油里，使發(fā)電機在井下可靠工作；井下泥漿發(fā)電機與數(shù)據(jù)平臺組合實現(xiàn)下傳通訊技術(shù)。
文檔編號H02K51/00GK2924052SQ20062008587
公開日2007年7月18日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)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鉆井工藝研究院