[實用新型]一種井下大功率渦輪發電機

有效

• 申請號: 201921592671.6
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN211287957U
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 曹季偉;馮澤東;劉森
• 申請（專利權）人: 無錫量子感知研究所
• 主分類號: F03B13/02
• 分類號: F03B13/02;F03B3/12;F03B11/02;H02K49/10;H02K7/10;H02K7/18;E21B41/00
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 杜丹盛

本實用新型提供了一種井下大功率渦輪發電機，結構簡單、性能可靠、功率高。其包括外殼裝置、渦輪轉動裝置、發電裝置，所述外殼裝置的內腔具體為發電裝置安裝腔，所述發電裝置具體包括轉子軸、定子總成，所述轉子軸的對應于所述定子總成的區域環布有第一磁鋼結構，所述轉子軸對應于所述渦輪轉動裝置的發電裝置安裝腔的區域環布有第二磁鋼結構，所述外殼裝置的對應于所述第二磁鋼結構的外環面套裝有渦輪轉動裝置，所述渦輪轉動裝置的內環槽內環布有第三磁鋼結構。

技術領域

本實用新型涉及井下發電機結構的技術領域，具體為一種井下大功率渦輪發電機。

背景技術

隨著石油鉆井技術的不斷進步和開發石油的要求提高，隨鉆測量和井下導向控制技術有了很高的技術提升。例如，利用各種先進的井下工具和技術，將溫度、壓力、傾角、鹽度等實時數據直接集成到鉆桿中的網絡硬件沿鉆桿實時傳輸。這種網絡硬件能夠在地面設備(如分析、測控設備)和井下設備(如沿鉆桿布置的工具和傳感器)之間實現高速通信。隨著網絡和其他相關硬件的安裝，需要一種高效可靠的功率源來運行該硬件。這種電源必須能夠在井下環境的極端條件下提供可靠的電力。

目前，常用的為井下設備提供動力的方法有兩種：

一種是采用鋰電池為井下儀器及部件供電，但由于井下極端溫度、壓力或其他惡劣環境因素的影響，電池的預期壽命通常比“標準”操作條件下短得多。在鉆井作業中一旦電池耗盡，井下工具儀器就不能正常工作，需要起鉆更換電池，影響鉆井作業效率。此外電池提供的電能有限，對于如旋轉導向等耗電較高的工具儀器不宜采用電池供電。

另外一種是井下隨鉆渦輪發電機，利用泥漿的動能，帶動轉子轉動，從而切割磁感線圈發電，達到供電的要求。但目前的井下渦輪發電機技術不成熟，其結構復雜、體積及質量大、性能不穩定、發電功率較小。

發明內容

針對上述問題，本實用新型提供了一種井下大功率渦輪發電機，其結構簡單、性能可靠、功率高。

一種井下大功率渦輪發電機，其特征在于：其包括外殼裝置、渦輪轉動裝置、發電裝置，所述外殼裝置的內腔具體為發電裝置安裝腔，所述發電裝置具體包括轉子軸、定子總成，所述轉子軸的對應于所述定子總成的區域環布有第一磁鋼結構，所述轉子軸對應于所述渦輪轉動裝置的發電裝置安裝腔的區域環布有第二磁鋼結構，所述外殼裝置的對應于所述第二磁鋼結構的外環面套裝有渦輪轉動裝置，所述渦輪轉動裝置的內環槽內環布有第三磁鋼結構。

其進一步特征在于：

所述外殼裝置包括前套筒、后套筒，所述前套筒、后套筒套接后形成整體的發電裝置安裝腔，所述前套筒的前端設置有小徑部分，所述小徑部分的外環面套裝有所述渦輪轉動裝置；

所述前套筒、后套筒的相向安裝端通過螺紋結構連接，所述前套筒和后套筒的螺紋連接結構的環面間設置有O型圈、背環，確保泥漿不會通過前套筒、后套筒之間的連接間隙流入內部；

所述前套筒、后套筒均采用高硬質合金鋼制作，其外表面噴涂耐磨材料，具有較高的機械強度及耐泥漿沖蝕的特性；

所述渦輪轉動裝置包括旋轉渦輪、第三磁鋼結構、磁鋼載體、擋圈，所述旋轉渦輪包括中心環體、外環渦輪，所述旋轉渦輪的中心環體的中心設置有磁鋼載體安裝內凹環槽，所述磁鋼載體固插于所述磁鋼載體安裝內凹環槽，所述磁鋼載體的外環面上設置有內凹的均布的內環槽，相鄰的內環槽間留有弧度間隙，若干片第三磁鋼插裝于對應的內環槽后形成所述第三磁鋼結構，所述擋圈的前端面緊貼所述磁鋼載體的后端面布置，所述擋圈的外環面和所述中心環體的后端內環壁過盈配合固接設置，所述中心環體的前端內環壁貼裝于所述小徑部分的對應外環面，所述擋圈的內環壁緊貼所述小徑部分的對應外環面設置；

所述小徑部分對應于所述中心環體的前端面的位置處套設有卡簧，所述卡簧將渦輪轉動裝置軸向固定在小徑部分上；

所述定子總成由定子鐵芯及定子線圈組成；