[實用新型]一種鉆井用泥漿渦輪發(fā)電機(jī)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN203161424U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱小明;劉德勇;許彥彬;馬立凡;王晟;曹康克;張師帥
• 申請（專利權(quán)）人: 朱小明;劉德勇;許彥彬;馬立凡;王晟;曹康克;張師帥
• 主分類號: F03B13/02
• 分類號: F03B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種渦輪發(fā)電裝置，具體的說是一種鉆井用泥漿渦輪發(fā)電機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

石油鉆機(jī)廣泛采用高性能鋰電池為井下測量儀器供電，而鋰電池的工作溫度為150～175oC。深井中的高溫環(huán)境，將使得鋰電池性能和壽命都大幅度降低，甚至無法工作。另外，頻繁地更換鋰電池，將會使裝置的密封性能無法得到保證，進(jìn)而帶來安全性能問題，因為井下測量儀器為了保證高壓下（100MPa）的密封，不允許經(jīng)常拆卸。此外，使用鋰電池供電還將帶來環(huán)境污染。

實用新型內(nèi)容

為解決井下泥漿發(fā)電設(shè)備的動能轉(zhuǎn)化問題，本實用新型提供一種鉆井用泥漿渦輪發(fā)電機(jī)構(gòu)，采用軸流式結(jié)構(gòu)，它能有效的解決井下泥漿發(fā)電設(shè)備的動能轉(zhuǎn)化問題，從而保證井下發(fā)電機(jī)能穩(wěn)定高效的向隨鉆測控系統(tǒng)提供電力。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種鉆井用泥漿渦輪發(fā)電機(jī)構(gòu)，包括泥漿渦輪機(jī)構(gòu)、主轉(zhuǎn)軸、發(fā)電機(jī)、磁力聯(lián)軸器和工作電路，其特征在于，所述的泥漿渦輪機(jī)構(gòu)由固定安裝在井下發(fā)電系統(tǒng)機(jī)體上的具有螺旋狀葉片的導(dǎo)輪，以及通過鍵連接安裝在傳動軸上置于導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)一側(cè)的具有螺旋狀葉片的轉(zhuǎn)輪；泥漿渦輪機(jī)構(gòu)最下部的渦輪連接磁力聯(lián)軸器外圈磁鐵，聯(lián)軸器內(nèi)圈磁鐵連接主轉(zhuǎn)軸，主轉(zhuǎn)軸外套有箍有線圈的硅鋼片，在線圈外有主套筒，內(nèi)壁上排布有瓦狀磁鐵，磁鐵由四根柱子和外壁形成的空間固定；線圈部分往上有一個小艙室，其上設(shè)有封蓋，其內(nèi)放置電刷，線圈的端線連主軸的上端引入艙內(nèi)連接換向器，其與發(fā)電機(jī)上部的電刷接觸，電刷與布置在小艙室內(nèi)的工作電路相連，整體結(jié)構(gòu)呈圓筒狀，其上下分別有密封圈密封。

本實用新型的有益效果是：井下泥漿渦輪發(fā)電系統(tǒng)將原來作為鉆頭冷卻的泥漿的流體機(jī)械能轉(zhuǎn)化成渦輪的動能，為井下的測量儀器提供電力，相比傳統(tǒng)的鋰電池，有效的解決了高溫環(huán)境穩(wěn)定工作、節(jié)約能源提高經(jīng)濟(jì)效益、減少環(huán)境污染的問題，是一項資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的新技術(shù)創(chuàng)新。

附圖說明

??圖1是本實用新型剖視圖

圖2是A-A處的剖視圖

圖3是葉片安置位置示意圖

其中，1-蝸輪、2-磁力聯(lián)軸器、3-密封蓋、4-主轉(zhuǎn)軸、5-硅鋼片、6-主套筒、7-定子、8-上腔套筒、9-轉(zhuǎn)向器、10-電刷、11-工作電路、12-封蓋、13-導(dǎo)輪、14-轉(zhuǎn)輪。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖說明和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

在圖1、圖2、圖3所示的第一實施例中，一種鉆井用泥漿渦輪發(fā)電機(jī)構(gòu)，包括泥漿渦輪機(jī)構(gòu)、主轉(zhuǎn)軸、發(fā)電機(jī)、磁力聯(lián)軸器和交直流轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述的泥漿渦輪機(jī)構(gòu)由固定安裝在井下發(fā)電系統(tǒng)機(jī)體上的具有螺旋狀葉片的導(dǎo)輪，以及通過鍵連接安裝在傳動軸上置于導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)一側(cè)的具有螺旋狀葉片的轉(zhuǎn)輪；泥漿渦輪機(jī)構(gòu)最下部的渦輪連接磁力聯(lián)軸器外圈磁鐵，聯(lián)軸器內(nèi)圈磁鐵連接主轉(zhuǎn)軸，主轉(zhuǎn)軸外套有箍有線圈的硅鋼片，在線圈外有主套筒，內(nèi)壁上排布有瓦狀磁鐵，磁鐵由四根柱子和外壁形成的空間固定；線圈部分往上有一個小艙室，其上設(shè)有封蓋，其內(nèi)放置電刷，線圈的端線連主軸的上端引入艙內(nèi)連接換向器，其與發(fā)電機(jī)上部的電刷接觸，電刷與布置在小艙室內(nèi)的穩(wěn)壓工作電路相連，整體結(jié)構(gòu)呈圓筒狀，其上下分別有密封圈密封。

在圖1、圖3所示的第二實施例中，導(dǎo)輪機(jī)構(gòu)的葉輪葉片數(shù)目為?5?片，葉片厚度?4mm，導(dǎo)輪葉片出口安放角取值?72?o。轉(zhuǎn)輪機(jī)構(gòu)的葉輪葉片數(shù)目為?4?片，葉片厚度?4mm，轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口安放角取值β1?為?60?o，轉(zhuǎn)輪葉片出口安放角取值β2?為?33?o。

在圖3所示的第三實施例中，一般磁鐵由于易與周圍結(jié)構(gòu)發(fā)生作用而位置不穩(wěn)，且難以直接安裝固定。而在該裝置中此處是通過磁導(dǎo)率低的金屬柱、截面相當(dāng)?shù)膲|鐵和筒內(nèi)壁構(gòu)成約束空間，使其相對穩(wěn)定。五組磁鐵，組與組之間有橫截面與磁鐵相同而長度略短的鐵塊相隔。

在圖1、圖2、圖3所示的第四實施例中，泥漿由地面經(jīng)鉆桿流至發(fā)電機(jī)外部，通過導(dǎo)輪后帶動渦輪，進(jìn)而由磁力聯(lián)軸器外磁通過磁力帶動筒內(nèi)的內(nèi)圈磁鐵，外圈磁鐵與內(nèi)圈磁鐵之間由密封蓋隔開，并且將筒的下部密封。然后由磁力聯(lián)軸器帶動主軸轉(zhuǎn)動，使布置在硅鋼片上的線圈切割磁感線發(fā)電，電流經(jīng)過穩(wěn)壓電路后輸出給工作電路。