一種井下渦輪發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種井下渦輪發(fā)電機(jī)，包括：位于外部用于保護(hù)內(nèi)部元器件的機(jī)體，還包括設(shè)置在機(jī)體前端的動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置、設(shè)置在機(jī)體中端的發(fā)電裝置、連接動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置和發(fā)電裝置且用于傳遞動(dòng)能的傳動(dòng)裝置、設(shè)置在機(jī)體后端且用于控制輸出電流大小的電源管理裝置。本實(shí)用新型主要應(yīng)用于為井下設(shè)備提供動(dòng)力，通過使用本實(shí)用新型所提供的井下渦輪發(fā)電機(jī)，能利用泥漿的動(dòng)能，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而切割磁感線發(fā)電，優(yōu)化能源的利用，同時(shí)該實(shí)用新型還具有輸出電流穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理可靠、性能穩(wěn)定、能長(zhǎng)時(shí)間為隨鉆設(shè)配供電的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種井下渦輪發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種渦輪發(fā)電機(jī)，具體涉及一種井下渦輪發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油鉆井技術(shù)的不斷進(jìn)步和開發(fā)石油的要求提高，隨鉆測(cè)量和井下導(dǎo)向控制技術(shù)有了很高的技術(shù)提升，目前井下各種工程、傳感器以及導(dǎo)向控制部件都得到了廣泛的使用，如LWD、MWD和垂直鉆井等系統(tǒng)。隨著鉆井深度的逐漸加大，尤其在運(yùn)行空間比較狹小的情況下，隨鉆儀器跟導(dǎo)向控制設(shè)配都受到了很大的限制，光憑借外部的電機(jī)供電是不可行的。
[0003]就目前而言，通常為井下設(shè)備提供動(dòng)力的方法一般為兩種:一種是采用鋰電池為井下儀器和部件供電，但是采用鋰電池，發(fā)電量小，不能供隨鉆設(shè)配長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致工程進(jìn)度緩慢，同時(shí)，在井下作業(yè)中大量廢舊電池的產(chǎn)生也不利于環(huán)境保護(hù)。另外一種是井下隨鉆渦輪發(fā)電機(jī)，利用泥漿的動(dòng)能，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而切割磁感線發(fā)電，達(dá)到供電的要求，該渦輪發(fā)電機(jī)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，優(yōu)化了能源的利用，但是還存在輸出電流變化幅度較大、發(fā)電功率過小、性能不穩(wěn)定、難以為隨鉆設(shè)配長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作供電的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的問題是，針對(duì)上述技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)出一種輸出電流穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理可靠、性能穩(wěn)定、能長(zhǎng)時(shí)間為隨鉆設(shè)配供電的井下渦輪發(fā)電機(jī)。
[0005]本實(shí)用新型為解決其問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種井下渦輪發(fā)電機(jī)，包括:位于外部用于保護(hù)內(nèi)部元器件的機(jī)體，還包括設(shè)置在機(jī)體前端的動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置、設(shè)置在機(jī)體中端的發(fā)電裝置、連接動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置和發(fā)電裝置且用于傳遞動(dòng)能的傳動(dòng)裝置、設(shè)置在機(jī)體后端且用于控制輸出電流大小的電源管理裝置。
[0007]在本實(shí)用新型中，所述機(jī)體包括機(jī)體中部的筒體、機(jī)體前部的導(dǎo)流筒、通過固定銷連接于導(dǎo)流筒前端的上接頭懸掛筒，所述筒體的前后兩端分別連接有上接頭和下接頭。
[0008]在本實(shí)用新型中，所述傳動(dòng)裝置包括:穿過導(dǎo)流筒內(nèi)且通過第一軸承連接于筒體的連接軸、穿過筒體內(nèi)且通過第二軸承連接于筒體的電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸，所述連接軸與電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸之間設(shè)有用于控制轉(zhuǎn)動(dòng)速度的變速器。
[0009]在本實(shí)用新型中，所述發(fā)電裝置包括:設(shè)置在連接軸上且位于上接頭前方的耦合電磁裝置、位于筒體內(nèi)且設(shè)置在下接頭前方的電機(jī)線圈定子、設(shè)置在電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸上且位于電機(jī)線圈定子內(nèi)的電機(jī)磁性轉(zhuǎn)子。
[0010]在本實(shí)用新型中，所述耦合電磁裝置包括耦合外磁筒、耦合內(nèi)磁筒、位于耦合外磁筒與耦合內(nèi)磁筒之間的耦合抗壓管，所述耦合內(nèi)磁筒固定連接于連接軸上，所述耦合外磁筒后端通過第三軸承與上接頭前端連接。
[0011]在本實(shí)用新型中，所述電源管理裝置包括:螺紋連接于下接頭后端的電源管理器，所述電源管理器和電機(jī)線圈定子之間通過導(dǎo)線連接。[0012]在本實(shí)用新型中，所述動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置包括設(shè)置在上接頭懸掛筒內(nèi)且與導(dǎo)流筒內(nèi)部相通的過流通道、固定連接于耦合外磁筒外側(cè)的導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)渦輪、通過第四軸承連接于耦合外磁筒前端的導(dǎo)流定輪、位于導(dǎo)流定輪與連接軸之間的連接定位管、螺紋連接于定位管的打撈頭，所述導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)渦輪外側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片，所述導(dǎo)流定輪外側(cè)設(shè)有與旋轉(zhuǎn)葉片螺旋方向相反的導(dǎo)向螺旋葉片。
[0013]在本實(shí)用新型中，所述電機(jī)線圈定子與下接頭之間設(shè)有用于保護(hù)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸的扶正套，所述扶正套通過第三軸承與電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸連接，所述扶正套上設(shè)有便于導(dǎo)線引出的導(dǎo)線引孔。
[0014]在本實(shí)用新型中，所述筒體表面設(shè)有定子降溫機(jī)構(gòu)，所述定子降溫機(jī)構(gòu)包括位于電機(jī)線圈定子外壁跟筒體內(nèi)壁之間的冷水道。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型主要應(yīng)用于為井下設(shè)備提供動(dòng)力，通過使用本實(shí)用新型所提供的井下渦輪發(fā)電機(jī)，由于井下渦輪發(fā)電機(jī)還包括設(shè)置在機(jī)體前端的動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置、設(shè)置在機(jī)體中端的發(fā)電裝置、連接動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置和發(fā)電裝置且用于傳遞動(dòng)能的傳動(dòng)裝置、設(shè)置在機(jī)體后端且用于控制輸出電流大小的電源管理裝置，所以能利用泥漿的動(dòng)能，帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而切割磁感線發(fā)電，優(yōu)化能源的利用，同時(shí)還具有輸出電流穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理可靠、性能穩(wěn)定、能長(zhǎng)時(shí)間為隨鉆設(shè)配供電的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型的實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單說明。顯然，所描述的附圖只是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他設(shè)計(jì)方案和附圖。
[0017]圖1是本實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)施例的筒體的剖面視圖；
[0019]圖3是本實(shí)施例的導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)渦輪的剖面視圖；
[0020]圖4是本實(shí)施例的導(dǎo)流定輪的剖面視圖；
[0021]圖5是本實(shí)施例的上接頭懸掛筒的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整的描述，以充分地理解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。另外，文中所提到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型中的各個(gè)技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。
[0023]參照?qǐng)D1，如圖所示，一種井下渦輪發(fā)電機(jī)，包括:位于外部用于保護(hù)內(nèi)部元器件的機(jī)體，還包括設(shè)置在機(jī)體前端的動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置、設(shè)置在機(jī)體中端的發(fā)電裝置、連接動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置和發(fā)電裝置且用于傳遞動(dòng)能的傳動(dòng)裝置、設(shè)置在機(jī)體后端且用于控制輸出電流大小的電源管理裝置。本實(shí)用新型主要應(yīng)用于為井下設(shè)備提供動(dòng)力，通過使用本實(shí)用新型所提供的井下渦輪發(fā)電機(jī)，能利用泥漿的動(dòng)能，從而切割磁感線發(fā)電，優(yōu)化能源的利用，同時(shí)還具有輸出電流穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理可靠、性能穩(wěn)定、能長(zhǎng)時(shí)間為隨鉆設(shè)配供電的優(yōu)點(diǎn)。
[0024]進(jìn)一步,參照?qǐng)D1至圖2,如圖所示,所述機(jī)體包括機(jī)體中部的筒體1、機(jī)體前部的導(dǎo)流筒2、通過固定銷3連接于導(dǎo)流筒2前端的上接頭懸掛筒4，所述筒體I的前后兩端分別連接有上接頭5和下接頭6。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，如圖5所示，所述上接頭懸掛筒4上圓周均勻分布六個(gè)弧形的過流孔。
[0025]進(jìn)一步，所述傳動(dòng)裝置包括:穿過導(dǎo)流筒2內(nèi)且通過第一軸承7連接于筒體I的連接軸8、穿過筒體I內(nèi)且通過第二軸承9連接于筒體I的電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸10，所述連接軸8與電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸10之間設(shè)有用于控制轉(zhuǎn)動(dòng)速度的變速器11。
[0026]進(jìn)一步，所述發(fā)電裝置包括:設(shè)置在連接軸10上且位于上接頭5前方的耦合電磁裝置、位于筒體I內(nèi)且設(shè)置在下接頭6前方的電機(jī)線圈定子12、設(shè)置在電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸10上且位于電機(jī)線圈定子12內(nèi)的電機(jī)磁性轉(zhuǎn)子13。
[0027]進(jìn)一步,所述稱合電磁裝置包括稱合外磁筒14、稱合內(nèi)磁筒15、位于稱合外磁筒14與耦合內(nèi)磁筒15之間的耦合抗壓管16，所述耦合內(nèi)磁筒15固定連接于連接軸8上，所述耦合外磁筒14后端通過第三軸承17與上接頭5前端連接。耦合外磁筒14和耦合內(nèi)磁筒15之間有很好的磁力，因而通過耦合外磁筒14的轉(zhuǎn)動(dòng)可帶動(dòng)耦合內(nèi)磁筒15的旋轉(zhuǎn)，通過使用耦合電磁裝置和耦合抗壓管16，保護(hù)使元件不受泥漿的侵蝕，使發(fā)電過程不受任何影響。進(jìn)一步，所述電源管理裝置包括:螺紋連接于下接頭6后端的電源管理器18，所述電源管理器18和電機(jī)線圈定子12之間通過導(dǎo)線19連接。所述電源管理器18采用三相整流穩(wěn)壓芯片，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓電流供設(shè)備使用。
[0028]進(jìn)一步，所述動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置包括設(shè)置在上接頭懸掛筒4內(nèi)且與導(dǎo)流筒2內(nèi)部相通的過流通道20、固定連接于耦合外磁筒14外側(cè)的導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)渦輪21、通過第四軸承22連接于耦合外磁筒14前端的導(dǎo)流定輪23、位于導(dǎo)流定輪23與連接軸8之間的連接定位管24、螺紋連接于定位管24的打撈頭25，所述導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)渦輪21外側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片26，所述導(dǎo)流定輪23外側(cè)設(shè)有與旋轉(zhuǎn)葉片26螺旋方向相反的導(dǎo)向螺旋葉片27。參照?qǐng)D3至圖4，如圖所示，作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述旋轉(zhuǎn)葉片26上半部的外徑不大于下半部的半徑。所述導(dǎo)流定輪23外側(cè)的導(dǎo)向螺旋葉片27的葉片數(shù)量為4個(gè)，葉片螺旋角為70°，與之相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)渦輪21外側(cè)的旋轉(zhuǎn)葉片26的葉片數(shù)量為5個(gè)，螺旋角為38°。
[0029]泥漿首先通過上接頭懸掛筒4流入導(dǎo)流筒2內(nèi)，然后沿著導(dǎo)向螺旋葉片27形成的螺旋通道高速的旋轉(zhuǎn)，使得泥漿沖出時(shí)帶有很大的慣性來推動(dòng)導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)渦輪21轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)耦合電磁裝置、電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸10和電機(jī)磁性轉(zhuǎn)子13轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)磁性轉(zhuǎn)子13在電機(jī)線圈定子12的內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電流，經(jīng)過電源管理器18整流穩(wěn)壓后，為其他設(shè)配供電；在發(fā)電過程中，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)渦輪21的參數(shù)、過流面積以及變速器11來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的大小，從而控制輸出電流的大小，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
[0030]進(jìn)一步，所述電機(jī)線圈定子12與下接頭6之間設(shè)有用于保護(hù)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸10的扶正套28，所述扶正套28通過第三軸承29與電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸10連接，所述扶正套28上設(shè)有便于導(dǎo)線19引出的導(dǎo)線引孔29。
[0031]進(jìn)一步，所述筒體I表面設(shè)有定子降溫機(jī)構(gòu)，所述定子降溫機(jī)構(gòu)包括位于電機(jī)線圈定子12外壁跟筒體I內(nèi)壁之間的冷水道30。所述冷水道30與電機(jī)線圈定子12外壁跟筒體I內(nèi)壁相接觸的壁厚比其他部位的壁厚小，當(dāng)電機(jī)線圈定子12運(yùn)行溫度升高時(shí)，冷水道30內(nèi)的冷水上下循環(huán)流動(dòng)帶走電機(jī)線圈定子12所產(chǎn)生的熱量，達(dá)到降溫的作用。
[0032]以上對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式進(jìn)行了具體說明，但本實(shí)用新型并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種井下渦輪發(fā)電機(jī)，包括:位于外部用于保護(hù)內(nèi)部元器件的機(jī)體，其特征在于:還包括設(shè)置在機(jī)體前端的動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置、設(shè)置在機(jī)體中端的發(fā)電裝置、連接動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置和發(fā)電裝置且用于傳遞動(dòng)能的傳動(dòng)裝置、設(shè)置在機(jī)體后端且用于控制輸出電流大小的電源管理裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述機(jī)體包括機(jī)體中部的筒體(I)、機(jī)體前部的導(dǎo)流筒(2)、通過固定銷(3)連接于導(dǎo)流筒(2)前端的上接頭懸掛筒(4)，所述筒體(I)的前后兩端分別連接有上接頭(5)和下接頭(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述傳動(dòng)裝置包括:穿過導(dǎo)流筒⑵內(nèi)且通過第一軸承(7)連接于筒體⑴的連接軸(8)、穿過筒體⑴內(nèi)且通過第二軸承(9)連接于筒體(I)的電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸(10)，所述連接軸(8)與電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸(10)之間設(shè)有用于控制轉(zhuǎn)動(dòng)速度的變速器(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述發(fā)電裝置包括:設(shè)置在連接軸(10)上且位于上接頭(5)前方的耦合電磁裝置、位于筒體(I)內(nèi)且設(shè)置在下接頭(6)前方的電機(jī)線圈定子(12)、設(shè)置在電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸(10)上且位于電機(jī)線圈定子(12)內(nèi)的電機(jī)磁性轉(zhuǎn)子(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述耦合電磁裝置包括耦合外磁筒(14)、|禹合內(nèi)磁筒(15)、位于f禹合外磁筒(14)與I禹合內(nèi)磁筒(15)之間的I禹合抗壓管(16)，所述耦合內(nèi)磁筒(15)固定連接于連接軸(8)上，所述耦合外磁筒(14)后端通過第三軸承(17)與上接頭(5)前端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述電源管理裝置包括:螺紋連接于下接頭(6)后端的電源管理器(18)，所述電源管理器(18)和電機(jī)線圈定子(12)之間通過導(dǎo)線(19)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的井下渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述動(dòng)能轉(zhuǎn)換裝置包括設(shè)置在上接頭懸掛筒(4)內(nèi)且與導(dǎo)流筒(2)內(nèi)部相通的過流通道(20)、固定連接于耦合外磁筒(14)外側(cè)的導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)渦輪(21)、通過第四軸承(22)連接于耦合外磁筒(14)前端的導(dǎo)流定輪(23)、位于導(dǎo)流定輪(23)與連接軸(8)之間的連接定位管(24)、螺紋連接于定位管(24)的打撈頭(25)，所述導(dǎo)流旋轉(zhuǎn)渦輪(21)外側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)葉片(26)，所述導(dǎo)流定輪(23)外側(cè)設(shè)有與旋轉(zhuǎn)葉片(26)螺旋方向相反的導(dǎo)向螺旋葉片(27)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述電機(jī)線圈定子(12)與下接頭(6)之間設(shè)有用于保護(hù)電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸(10)的扶正套(28)，所述扶正套(28)通過第三軸承(29)與電機(jī)轉(zhuǎn)子連接軸(10)連接，所述扶正套(28)上設(shè)有便于導(dǎo)線(19)引出的導(dǎo)線引孔(29)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8任一所述的井下渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述筒體(I)表面設(shè)有定子降溫機(jī)構(gòu)，所述定子降溫機(jī)構(gòu)包括位于電機(jī)線圈定子(12)外壁跟筒體⑴內(nèi)壁之間的冷水道(30)。
【文檔編號(hào)】F03B13/02GK203640919SQ201320713237
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】陶軍 申請(qǐng)人:張家港市勝港機(jī)械制造有限公司