耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油開采及探測領(lǐng)域，尤其涉及一種耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油工業(yè)的發(fā)展，石油鉆井對設(shè)備要求日益提高，正在進(jìn)入信息化、智能化、自動化階段。在復(fù)雜地質(zhì)條件下鉆井也對井下隨鉆測量儀器和井下智能工具提出更高的要求。目前，井下隨鉆測量儀器和井下智能工具有隨鉆測量儀、隨鉆錄井儀、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具等，為了保證這些儀器和設(shè)備連續(xù)、可靠地工作，必須要有足夠的電能作為保證，目前采用的供電方案主要有鋰電池供電和井下泥漿發(fā)電機(jī)供電。采用鋰電池供電，其能量有限，溫度要求嚴(yán)格，從而使用成本高。因此，作為井下主流電源的鋰電池已難于滿足隨鉆測量儀器、控制工具及深井鉆井對電力的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的情況，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)。包括:泥漿渦輪、磁力耦合傳動裝置、殼體、電機(jī)定子及傳動軸；所述磁力耦合傳動裝置包括，內(nèi)孔，所述泥漿渦輪活動連接于所述殼體的一端，所述電機(jī)定子連接于所述殼體的另一端，所述磁力耦合傳動裝置固定于所述泥漿渦輪的內(nèi)部，將傳動軸的一端設(shè)置于所述磁力耦合傳動裝置的內(nèi)孔中，另一端設(shè)置于所述電機(jī)定子中，使所述磁力耦合傳動裝置在一端泥漿渦輪的帶動下，帶動傳動軸在所述電機(jī)定子中轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。
[0004]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括，電機(jī)殼體，所述電機(jī)殼體設(shè)置與所述殼體內(nèi)部，設(shè)置于電機(jī)定子外部。
[0005]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括，導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒與所述泥漿渦輪的末端連接。
[0006]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括，截流盤，所述截流盤裝配于所述導(dǎo)流筒的導(dǎo)流面上，與導(dǎo)流筒的外側(cè)固定連接。
[0007]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括，截流塞；所述截流塞密封于所述截流盤的導(dǎo)流孔上。
[0008]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述磁力耦合傳動裝置的末端固定高壓密封塞。
[0009]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,還包括,接頭,所述接頭與所述殼體的一端活動連接。
[0010]在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括，下部殼體，所述下部殼體與所述電機(jī)殼體的末端固定連接。
[0011 ] 在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，還包括，扶正器，所述扶正器設(shè)置與所述下部殼體與殼體之間，與所述下部殼體及殼體活動連接。
[0012]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明設(shè)計(jì)的泥漿發(fā)電機(jī)將整體結(jié)構(gòu)封裝為幾大部分，通過模塊化結(jié)構(gòu)的采用，提高了結(jié)構(gòu)的密封性，同時也便于整體拆卸及維護(hù)。通過截留塞及截流盤的使用，可以實(shí)現(xiàn)泥漿流量的調(diào)節(jié)，增大了流量適應(yīng)范圍，提高了泥漿發(fā)電機(jī)的通用性。通過導(dǎo)流筒的使用，保證了泥漿的流向及穩(wěn)定性，提高了泥漿渦輪的效率。通過發(fā)電機(jī)分瓣式鐵心新結(jié)構(gòu)的使用，保證了在給定體積內(nèi)大功率電能的輸出。用于井下鉆井系統(tǒng)供電，基于井下高溫高壓的工作環(huán)境，具有耐高溫能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方式中耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的第一部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施方式中耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的第二部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明一種實(shí)施方式中耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的第三部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為本發(fā)明一種實(shí)施方式中耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的第四部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為本發(fā)明一種實(shí)施方式中，耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的截流盤結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為本發(fā)明一種實(shí)施方式中，耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的截流塞結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7為本發(fā)明一種實(shí)施方式中，耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的導(dǎo)流筒截面圖；
[0020]圖8為本發(fā)明一種實(shí)施方式中，耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的扶正器截面圖。
[0021]附圖標(biāo)記
[0022]1-接頭；2_高壓密封塞；3_截流塞；4_截流盤；5_密封圈；6_導(dǎo)流筒；7_泥漿渦輪；8_磁力耦合傳動裝置；9-殼體；10_電機(jī)殼體；11_電機(jī)定子；12-傳動軸；13-下部殼體；14-扶正器；15-備緊螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0024]圖1?4為本發(fā)明的一種實(shí)施例中耐高溫泥漿發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，其組成包括接頭、高壓密封塞、截流塞、截流盤、密封圈、導(dǎo)流筒、泥漿渦輪、殼體、磁力耦合傳動裝置、電機(jī)、下部殼體、扶正器。
[0025]截流塞三維圖見圖6，采用耐磨性硬質(zhì)合金材料，其大圓面采用過盈配合壓入截流盤孔內(nèi)，在大圓面和小圓面間有一凹槽，拆卸時可使用工裝拽出。截流盤三維圖見圖5，也采用耐磨性硬質(zhì)合金材料，有六個均勻分布的通孔，供泥漿流過。同時端面有六個均勻分布的大孔，深度與截流塞大圓面相等，以便其壓入。截流盤與導(dǎo)流筒通過螺紋連接，有鍵槽可與外部結(jié)構(gòu)連接，同時其端面兩個盲孔供安裝和拆卸使用。截流塞和截流盤共同組成了泥漿流量控制部分，根據(jù)不同的泥漿流量，通過改變截流塞的數(shù)目控制通流面積。這種方式保證截流盤不變，只需更換截流塞，操作方便易行，實(shí)現(xiàn)了泥漿流量控制的目的，使得泥漿發(fā)電機(jī)可適應(yīng)大范圍變化的泥漿流量。
[0026]導(dǎo)流筒見圖7，與殼體及導(dǎo)流盤均采用螺紋連接，其內(nèi)部導(dǎo)流片采用曲線形設(shè)計(jì)，保證流入泥漿在同一方向最大面積地穩(wěn)定沖刷渦輪，提高了泥漿渦輪效率。
[0027]發(fā)電機(jī)分瓣鐵心置于電機(jī)殼體內(nèi)，其采用分瓣式鐵心結(jié)構(gòu)，保證在有限體積內(nèi)大功率電能的穩(wěn)定輸出，同時該結(jié)構(gòu)大幅提高了電機(jī)效率，減少電機(jī)損耗和溫升，提高了電機(jī)在高溫環(huán)境工作的適應(yīng)能力。考慮到井下工況，其材料均采用高等級耐高溫材料，同時為了有效散熱，傳動軸采用空心結(jié)構(gòu)，可有效將電機(jī)工作中產(chǎn)生的熱量散發(fā)，通過以上措施保證電機(jī)在高溫高壓環(huán)境下正常工作。
[0028]扶正器見圖8，置于泥漿發(fā)電機(jī)下端，與殼體通過螺紋連接，與下部殼體通過伸出鍵連接，防止泥漿發(fā)電機(jī)心部軸向竄動，也起心部的整體支撐扶正作用。
[0029]工作原理如下:泥漿經(jīng)截流塞截流后，沿截流盤通孔流入導(dǎo)流筒，經(jīng)順流后沖擊泥漿渦輪，帶動磁力耦合裝置轉(zhuǎn)動，從而帶動傳動軸轉(zhuǎn)動，使得發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的交流電經(jīng)過整流后，以直流形式輸出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)供電。
[0030]以上所述的僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于，包括:泥漿渦輪、磁力耦合傳動裝置、殼體、電機(jī)定子及傳動軸；所述磁力耦合傳動裝置包括，內(nèi)孔，所述泥漿渦輪活動連接于所述殼體的一端，所述電機(jī)定子連接于所述殼體的另一端，所述磁力耦合傳動裝置固定于所述泥漿渦輪的內(nèi)部，將傳動軸的一端設(shè)置于所述磁力耦合傳動裝置的內(nèi)孔中，另一端設(shè)置于所述電機(jī)定子中，使所述磁力耦合傳動裝置在一端泥漿渦輪的帶動下，帶動傳動軸在所述電機(jī)定子中轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括，電機(jī)殼體，所述電機(jī)殼體設(shè)置于所述殼體內(nèi)部，設(shè)置于電機(jī)定子外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括，導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒與所述泥漿渦輪的末端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括，截流盤，所述截流盤裝配于所述導(dǎo)流筒的導(dǎo)流面上，與導(dǎo)流筒的外側(cè)固定連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括，截流塞；所述截流塞密封于所述截流盤的導(dǎo)流孔上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于，所述磁力耦合傳動裝置的末端固定高壓密封塞。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括，接頭，所述接頭與所述殼體的一端活動連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括，下部殼體，所述下部殼體與所述電機(jī)殼體的末端固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于，還包括，扶正器，所述扶正器設(shè)置與所述下部殼體與殼體之間，與所述下部殼體及殼體活動連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高溫泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，包括：泥漿渦輪、磁力耦合傳動裝置、殼體、電機(jī)定子及傳動軸；將傳動軸的一端設(shè)置于磁力耦合傳動裝置的內(nèi)孔中，另一端設(shè)置于電機(jī)定子中，使磁力耦合傳動裝置在一端泥漿渦輪的帶動下，帶動傳動軸在電機(jī)定子中轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)發(fā)電。通過截留塞及截流盤的使用，可以實(shí)現(xiàn)泥漿流量的調(diào)節(jié)，增大了流量適應(yīng)范圍，提高了泥漿發(fā)電機(jī)的通用性。通過導(dǎo)流筒的使用，保證了泥漿的流向及穩(wěn)定性，提高了泥漿渦輪的效率。通過發(fā)電機(jī)分瓣式鐵心新結(jié)構(gòu)的使用，保證了在給定體積內(nèi)大功率電能的輸出。用于井下鉆井系統(tǒng)供電，基于井下高溫高壓的工作環(huán)境，具有耐高溫能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
【IPC分類】F03B13-00
【公開號】CN104675610
【申請?zhí)枴緾N201410466577
【發(fā)明人】張達(dá), 韓志富, 秦二衛(wèi), 白玉新, 胡林
【申請人】北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年9月12日