自動垂直鉆井工具的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種自動垂直鉆井工具的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有“垂直鉆井工具”的執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力板的推出和收縮，主要依靠電磁閥或電動機(jī)控制液壓裝置來完成，而電磁閥、電動機(jī)的電力主要通過安裝在電源倉中的電池或非接觸輸電裝置供給。由于電池電量有限、非接觸輸電裝置供電的磁阻很大使得供電效率低下，這兩種供電模式都制約了垂直鉆井工具的作業(yè)效能，不滿足油田鉆井提速提效的需求。
[0003]研制一種新型的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，既能克服電池供電電量有限，又能克服非接觸輸電裝置供電的磁阻大供電效率低下，該泥漿渦輪發(fā)電機(jī)能夠借助井筒內(nèi)泥漿發(fā)電，能持續(xù)為垂直鉆井工具測控存電路供電，對于保證垂直鉆井工具的井下作業(yè)時間等方面，都具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種自動垂直鉆井工具的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的電池供電電量有限，及非接觸輸電裝置供電的磁阻大供電效率低下，影響垂直鉆井工具的鉆井作業(yè)效率的問題。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種自動垂直鉆井工具的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)構(gòu)、前油室支撐機(jī)構(gòu)、后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)三部分，
[0006]發(fā)電機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，在電機(jī)軸中部外圓上套裝有內(nèi)永磁體，構(gòu)成發(fā)電機(jī)定子；內(nèi)永磁體上套裝有一個磁鐵固定架，磁鐵固定架上固定有外永磁體，外永磁體的外部套裝電機(jī)外筒，電機(jī)外筒外圓扣接有渦輪，構(gòu)成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；在電機(jī)軸上下兩端采用螺扣分別裝有四芯高壓密封和多芯高壓密封，在電機(jī)軸靠近內(nèi)永磁體之下的位置開有徑向孔，該徑向孔中采用螺紋連接安裝有單針密封；
[0007]前油室支撐機(jī)構(gòu)是，在電機(jī)軸上部從上到下依次套裝有密封帽、調(diào)整片、推力軸承、定位套和深溝球軸承I，密封帽外壁與電機(jī)外筒螺紋連接，電機(jī)外筒的凹槽中徑向開有多個注油孔，每個注油孔口沿安裝有一個注油塞；
[0008]后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)是，中電機(jī)軸下部圓周上從上到下依次套裝有深溝球軸承I1、活塞和補(bǔ)償彈簧，在補(bǔ)償彈簧下端設(shè)置有彈簧壓帽，彈簧壓帽與電機(jī)外筒下端內(nèi)圓螺紋套接，深溝球軸承II位于單針密封下方。
[0009]本發(fā)明的自動垂直鉆井工具的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征還在于:
[0010]密封帽內(nèi)壁與電機(jī)軸外圓之間套裝有密封組件II。
[0011]活塞內(nèi)外壁上分別套裝有一組密封組件I。
[0012]本發(fā)明的有益效果是，在發(fā)電機(jī)中依次設(shè)置有發(fā)電機(jī)構(gòu)、前油室支撐機(jī)構(gòu)、后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，該泥漿渦輪發(fā)電機(jī)上部通過螺扣與垂直鉆井工具懸架密封支撐單元連接，該泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的下部通過螺扣與工具測控存電子倉單元連接。采用鉆井泥漿提供動力發(fā)電的渦輪發(fā)電機(jī)是整個自動垂直鉆井工具測控存電路的供電單元，也是關(guān)鍵的單元。該泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的動力來源于井筒內(nèi)的循環(huán)泥漿，其功率范圍較寬，相對成本較低，無環(huán)境污染問題，動力源保證了發(fā)電機(jī)能夠持續(xù)發(fā)電。該泥漿發(fā)電機(jī)將前油室支撐、后油室動密封補(bǔ)償式保護(hù)和磁力驅(qū)動技術(shù)結(jié)合，取得了增加動密封可靠性、提高高速軸承使用壽命，保證了發(fā)電機(jī)適應(yīng)泥漿工作環(huán)境持續(xù)發(fā)電為自動垂直鉆井工具供電的可靠性、穩(wěn)定性。且鉆井過程中隨著循環(huán)泥漿排量的變化，渦輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電量也在變化，所發(fā)的電經(jīng)過整流穩(wěn)壓后持續(xù)為工具測控存電路提供電力，保證了自動垂直鉆井工具的作業(yè)時效。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明渦輪發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明渦輪發(fā)電機(jī)的功能分區(qū)示意圖。
[0015]圖中，1.電機(jī)軸，2.渦輪，3.密封帽，4.電機(jī)外筒，5.注油塞，6.調(diào)整片，7.推力軸承，8.定位套，9.深溝球軸承I，10.外永磁體，11.磁鐵固定架，12.內(nèi)永磁體，13.單針密封，14.深溝球軸承II，15.活塞，16.彈簧壓帽，17.補(bǔ)償彈簧，18.多芯高壓密封，19.密封組件I，20.密封組件II，21.四芯高壓密封。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]參照圖1，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是，包括發(fā)電機(jī)構(gòu)、前油室支撐機(jī)構(gòu)、后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)三部分，
[0018]發(fā)電機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，在電機(jī)軸I中部外圓上套裝有內(nèi)永磁體12，構(gòu)成發(fā)電機(jī)定子；內(nèi)永磁體12上套裝有一個磁鐵固定架11，磁鐵固定架11上固定有外永磁體10，外永磁體10的外部套裝電機(jī)外筒4，電機(jī)外筒4外圓扣接有禍輪2，構(gòu)成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；在電機(jī)軸I上下兩端采用螺扣分別裝有四芯高壓密封21和多芯高壓密封18，在電機(jī)軸I靠近內(nèi)永磁體12之下的位置開有徑向孔，該徑向孔中采用螺紋連接安裝有單針密封13，單針密封13能夠?qū)l(fā)電機(jī)所發(fā)的電通過多芯高壓密封18輸送到工具測控存電路中，通過四芯高壓密封21能夠直接讀取工具測控存單元存儲的數(shù)據(jù)。
[0019]前油室支撐機(jī)構(gòu)是，在電機(jī)軸I上部從上到下依次套裝有密封帽3、調(diào)整片6、推力軸承7、定位套8和深溝球軸承I 9，密封帽3內(nèi)壁與電機(jī)軸I外圓之間套裝有密封組件II 20起密封前油室的作用，密封帽3外壁與電機(jī)外筒4螺紋連接，電機(jī)外筒4的凹槽中徑向開有多個注油孔，每個注油孔口沿安裝有一個注油塞5，通過注油塞5向前油室支撐機(jī)構(gòu)中注入絕緣潤滑油，潤滑軸承并防止泥漿進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部。該前油室支撐機(jī)構(gòu)主要起到向電機(jī)中注入絕緣潤滑油和支撐發(fā)電機(jī)構(gòu)單元的作用。
[0020]后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)是，中電機(jī)軸I下部圓周上從上到下依次套裝有深溝球軸承II 14、活塞15和補(bǔ)償彈簧17，在補(bǔ)償彈簧17下端設(shè)置有彈簧壓帽16，彈簧壓帽16與電機(jī)外筒4下端內(nèi)圓螺紋套接，深溝球軸承II 14位于單針密封13下方，活塞15內(nèi)外壁上分別套裝有一組密封組件I 19，密封組件I 19起到密封整個后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的作用，當(dāng)電機(jī)內(nèi)部絕緣油漏失時補(bǔ)償彈簧17將推動活塞15移動始終使油室保持一定壓力，防止電機(jī)在井下工作時泥漿進(jìn)入其內(nèi)部，導(dǎo)致電機(jī)無法工作。該后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)主要起到補(bǔ)償油流漏失、保持電機(jī)內(nèi)部油液帶壓防止泥漿進(jìn)入和支撐發(fā)電機(jī)構(gòu)單元的作用。
[0021]本發(fā)明裝置的工作原理是，見圖2，
[0022]采用電機(jī)軸1、渦輪2、電機(jī)外筒4、外永磁體10、磁鐵固定架11、內(nèi)永磁體12、單針密封13等組成的發(fā)電機(jī)構(gòu)起到依靠鉆井泥漿沖刷發(fā)電，為工具測控存電路供電的作用；
[0023]采用密封帽3、調(diào)整片6、推力軸承7、定位套8、深溝球軸承I 9等組成的前油室支撐機(jī)構(gòu)起到向電機(jī)內(nèi)部注入絕緣潤滑油和支撐發(fā)電機(jī)構(gòu)單元的作用；
[0024]采用深溝球軸承II 14、活塞15、彈簧壓帽16、補(bǔ)償彈簧17等組成的后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)起到補(bǔ)償油流漏失、保持電機(jī)內(nèi)部油液帶壓防止泥漿進(jìn)入和支撐發(fā)電機(jī)構(gòu)單元的作用。
[0025]該泥漿渦輪發(fā)電機(jī)上部通過螺扣與垂直鉆井工具懸架密封支撐單元連接，該泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的下部通過螺扣與工具測控存電子倉單元連接。發(fā)電機(jī)構(gòu)是整個泥漿渦輪發(fā)電機(jī)的發(fā)電單元，也是關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。工具在下井工作時，井筒內(nèi)泥漿沖刷渦輪，渦輪帶動由電機(jī)外筒、外永磁體等組成的電機(jī)轉(zhuǎn)子繞由電機(jī)軸、內(nèi)永磁體等組成的電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)發(fā)電，所發(fā)電經(jīng)過整流、穩(wěn)壓后直接給工具測控存電路供電。
【主權(quán)項】
1.一種自動垂直鉆井工具的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:包括發(fā)電機(jī)構(gòu)、前油室支撐機(jī)構(gòu)、后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)三部分， 發(fā)電機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，在電機(jī)軸(I)中部外圓上套裝有內(nèi)永磁體(12)，構(gòu)成發(fā)電機(jī)定子；內(nèi)永磁體(12)上套裝有一個磁鐵固定架(11)，磁鐵固定架(11)上固定有外永磁體(10)，外永磁體(10)的外部套裝電機(jī)外筒(4)，電機(jī)外筒(4)外圓扣接有渦輪(2)，構(gòu)成發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；在電機(jī)軸(I)上下兩端采用螺扣分別裝有四芯高壓密封(21)和多芯高壓密封(18)，在電機(jī)軸(I)靠近內(nèi)永磁體(12)之下的位置開有徑向孔，該徑向孔中采用螺紋連接安裝有單針密封(13); 前油室支撐機(jī)構(gòu)是，在電機(jī)軸(I)上部從上到下依次套裝有密封帽(3)、調(diào)整片(6)、推力軸承(7)、定位套(8)和深溝球軸承I (9)，密封帽(3)外壁與電機(jī)外筒(4)螺紋連接，電機(jī)外筒⑷的凹槽中徑向開有多個注油孔，每個注油孔口沿安裝有一個注油塞(5); 后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)是，中電機(jī)軸(I)下部圓周上從上到下依次套裝有深溝球軸承II (14)、活塞(15)和補(bǔ)償彈簧(17)，在補(bǔ)償彈簧(17)下端設(shè)置有彈簧壓帽(16)，彈簧壓帽(16)與電機(jī)外筒(4)下端內(nèi)圓螺紋套接，深溝球軸承II (14)位于單針密封(13)下方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動垂直鉆井工具的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的密封帽⑶內(nèi)壁與電機(jī)軸⑴外圓之間套裝有密封組件II (20)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動垂直鉆井工具的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，其特征在于:所述的活塞(15)內(nèi)外壁上分別套裝有一組密封組件I (19)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種自動垂直鉆井工具的泥漿渦輪發(fā)電機(jī)，包括發(fā)電機(jī)構(gòu)、前油室支撐機(jī)構(gòu)、后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)三部分，發(fā)電機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是，在電機(jī)軸中部外圓上套裝有內(nèi)永磁體，內(nèi)永磁體上固定有外永磁體，外永磁體的外部套裝電機(jī)外筒，電機(jī)外筒外圓扣接有渦輪；在電機(jī)軸上下兩端分別裝有四芯高壓密封和多芯高壓密封；前油室支撐機(jī)構(gòu)是，在電機(jī)軸上部從上到下依次套裝有密封帽、調(diào)整片、推力軸承、定位套和深溝球軸承Ⅰ；后油室補(bǔ)償機(jī)構(gòu)是，中電機(jī)軸下部圓周上從上到下依次套裝有深溝球軸承Ⅱ、活塞和補(bǔ)償彈簧。本發(fā)明的裝置，保證了工具在井下的正常工作。
【IPC分類】F03B13/02
【公開號】CN105134459
【申請?zhí)枴緾N201510486241
【發(fā)明人】王聞濤, 樊春明, 王小通, 楊曉勇, 閆文輝
【申請人】寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月10日