[實用新型]鉆井儀器用井下發電機

有效

• 申請號: 201220268027.5
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN202756166U
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 魏志剛
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院
• 主分類號: F03B13/02
• 分類號: F03B13/02;H02K49/06
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 滕一斌

技術領域

本實用新型涉及鉆井設備領域，特別涉及一種鉆井儀器用井下發電機，主要用于為石油、礦山、地質勘探等隨鉆測量或者非隨鉆測量的鉆井儀器提供電源。

背景技術

在石油、礦山、地質勘探等領域都需要使用隨鉆測量或非隨鉆測量鉆井儀器，這些儀器在中使用中都需要穩定、持續時間長、功率大的電源，而這樣的電源設備在鉆井儀器中需要耐受高溫、高壓、高振動的環境。目前，為石油、礦山、地質勘探等領域的隨鉆測量或非隨鉆測量鉆井儀器的供電方式一般采用高性能鋰電池供電或者有線傳輸供電。鋰電池供電是將多節鋰電池串接后裝入鈦合金外殼中，通過電插頭與電路相連，為鉆井儀器以及電路供電；但是，一方面，鋰電池可以提供的電量有限，電壓也比較低，不能滿足大功率發射電路的用電需求，要頻繁更換電池組，使儀器功能受到很大的限制；另一方面，鋰電池造價比較高，大大提高了儀器的成本。有線傳輸供電就是把地面供電設備通過一根鎧裝電纜連接到測量儀器，滿足測量儀器的用電需求，測量儀器獲得的數據再由這根鎧裝電纜傳輸到地面；然而有線傳輸供電方法旋轉鉆井和井斜角大于45度的井中使用很困難，因為電纜在鉆柱的通道內，當鉆柱旋轉時，電纜很容易被絞斷，另外井斜角大于45度時，儀器靠自身重量下放到井底將很困難。

因此，為石油、礦山、地質勘探等領域使用的隨鉆測量或非隨鉆測量鉆井儀器設計出一種大功率的發電機已為本技術領域技術人員需要迫切解決的問題。一方面保證鉆井儀器的不間斷供電需求，避免頻繁起下鉆作業，降低工人的勞動強度，提高工作效率，另一方面發電機成本低，使用壽命長，降低了鉆井儀器的費用，減少了儀器的尺寸，更加方便儀器的操作。

實用新型內容

為了解決現有技術的問題，具體地是解決在鉆井儀器中使用鋰電池的需要頻繁更換、增加勞動強度，使用有限傳輸的電纜容易被絞斷、不適合大傾斜角鉆井的問題。本實用新型實施例提供了一種鉆井儀器用井下發電機，該井下發電機結構簡單、成本低廉、工作壽命長、安全可靠。所述技術方案如下：

一種鉆井儀器用井下發電機，所述井下發電機包括：發電機本體、磁力耦合器、泥漿渦輪和連接轉軸，所述磁力耦合器設置在所述泥漿渦輪內，所述連接轉軸的兩端分別與所述磁力耦合器和所述發電機本體固定連接。該井下發電機發電功率大，在鉆探過程中能夠為鉆井儀器提供穩定可靠的電源輸入，保證鉆井儀器正常工作。在實踐中，該井下發電機應用于無線電磁波隨鉆測量系統中，通過地面實驗和上井隨鉆考核，證明是一種可靠的供電設備。該井下發電機可以應用在不同的鉆井儀器中,只要知道鉆井儀器電源所需接口尺寸，通過修改該發電機輸出端尺寸就可以保證連接，使用起來簡單方便。

進一步地，所述磁力耦合器包括內磁鋼組件、外磁鋼組件和隔磁罩，所述內磁鋼組件安裝在所述連接轉軸上，所述外磁鋼組件安裝在所述泥漿渦輪內，所述隔磁罩設置在所述內磁鋼組件與所述外磁鋼組件之間，所述隔磁罩與所述井下發電機的機座固定連接。該磁力耦合器采用圓筒式結構，外磁鋼組件是該磁力耦合器的主動磁轉子，內磁鋼組件是該磁力耦合器的從動磁轉子。在鉆井過程中泥漿驅動泥漿渦輪，泥漿渦輪帶動外磁鋼組件轉動，外磁鋼組件再驅動內磁鋼組件進而驅動連接轉軸轉動。隔磁罩起到密封作用，隔離磁力耦合器內、外磁鋼，保證該井下發電機在高壓環境下能正常工作。

進一步地，所述外磁鋼組件包括外磁鋼、外磁鋼包環和磁軛，所述磁軛設置在所述泥漿渦輪和所述外磁鋼之間，所述外磁鋼包環設置在所述隔磁罩和所述外磁鋼之間。該外磁鋼采用釤鈷BTS30/11，能夠保證在250℃以下外磁鋼不退磁。

進一步地，所述內磁鋼組件包括內磁鋼和內磁鋼包環，所述內磁鋼安裝在所述連接轉軸上，所述內磁鋼包環設置在所述內磁鋼的外徑上，所述內磁鋼包環與所述隔磁罩之間留有轉動間隙；所述連接轉軸的與所述內磁鋼連接段上設置有花鍵槽，所述內磁鋼與所述連接轉軸通過花鍵槽連接。該內磁鋼采用釤鈷BTS30/11，能夠保證在250℃以下內磁鋼不退磁。

進一步地，所述井下發電機還包括TC軸承，所述TC軸承設置在所述隔磁罩上，所述TC軸承支撐所述泥漿渦輪和所述外磁鋼組件。

進一步地，所述井下發電機還包括靜導葉渦輪，所述靜導葉渦輪安裝在所述隔磁罩上，所述靜導葉渦輪與所述泥漿渦輪同軸設置，所述靜導葉渦輪和所述泥漿渦輪的軸向設置位置可互換。靜導葉渦輪起到導流的作用，能夠將泥漿渦輪排出的泥漿及時的排出，增加泥漿渦輪的做功。