[实用新型]井下涡轮发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电机，尤其涉及一种为井下随钻仪器供电的涡轮发电机。

背景技术

随着钻井仪器设备的技术革新，随着水平井、丛式井、分支井等新钻井工艺的广泛应用，无线随钻设备正成为提高钻井效率所不可或缺的关键设备。而无线随钻设备的核心技术就是如何为井下设备提供可靠的动力源。

目前，常用的为井下设备提供动力的方法有两种：

一种是用井下动力电池提供动力，目前的随钻设备绝大多数采用井下动力电池，但由于井下动力电池体积过大、输出动力不连续、输出功率有限等因素已经不能满足大型钻井仪器组合的需求。使随钻设备在深井和复杂井钻井作业时无法应用。

另一种是，采用井下随钻发电机提供动力。

一种井下随钻发电机是利用钻井的机械动力发电，这种发电方式一方面要消耗一定的机械能，另一方面是结构复杂、提供动力不连续、不稳定。

一种井下随钻发电机是涡轮发电机，利用钻井过程中的钻井液的压力和冲击力为动力进行发电，为随钻设备提供动力。这是目前井下随钻发电机发展的主流方向，但目前的井下涡轮发电机技术不成熟，结构复杂、性能不稳定，而且功率较低，难以为日渐普及的井下随钻设备提供可靠的动力。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、性能可靠、功率高的井下涡轮发电机。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的井下涡轮发电机，它安装于空心钻杆的内部，包括定子线圈、转子磁铁，所述定子线圈固定于钻杆的内壁上；

所述转子磁铁固定于主轴上，并设置于定子线圈的内部，可在定子线圈的内部自由转动；

所述主轴的上端连接有涡轮。

还包括定子流筒，所述的定子流筒设于涡轮的上方，并固定于钻杆的内壁上，所述定子流筒设有定子流槽，所述定子流槽沿钻杆的轴线螺旋上升。

所述涡轮上设有叶片，所述叶片沿钻杆的轴线螺旋上升，且旋向与所述定子流槽的旋向相反。

还包括导流套，设于定子线圈的下方，并固定于钻杆的内壁上，所述导流套内设有导流槽，所述导流槽的方向与钻杆的轴线方向一致。

还包括流筒，所述流筒装配在钻杆的内壁上，所述定子线圈、定子流筒及导流套固定在流筒上。

所述主轴的上端与涡轮通过磁耦合连接，所述涡轮内部设有驱动磁铁；所述主轴的上端设有从动磁铁。

还包括整流装置，所述整流装置固定于定子流筒上，并与定子线圈电连接。

所述的井下涡轮发电机的下端和上端至少一端设有电插头，所述定子线圈和整流装置与电插头电连接。

所述的主轴为空心轴，主轴的内部设有芯轴，所述定子线圈、整流装置及电插头之间的电连接导线通过芯轴敷设。

所述空心钻杆的一端的外壁上设有外螺纹，另一端的内壁上设有内螺纹；

所述的外螺纹或内螺纹恰可与其它钻杆一端的内螺纹或外螺纹啮合。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型所述的井下涡轮发电机，由于安装于空心钻杆的内部，钻井过程中的钻井液通过钻杆的内部空腔并经过定子流筒改变方向后冲击涡轮转动，带动转子磁铁在定子线圈内转动，定子线圈切割磁力线实现发电。结构简单、性能可靠、功率高，适用于各种井下随钻设置，为井下随钻设备提供可靠的动力。

又由于还包括整流装置，可根据需要为钻井仪器提供交流电或直流电。

附图说明

图1为本实用新型井下涡轮发电机的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的井下涡轮发电机较佳的具体实施方式如图1所示，

安装于空心钻杆1的内部，包括定子线圈2、转子磁铁3，所述定子线圈2固定于钻杆1的内壁上。

所述转子磁铁3固定于主轴4上，并设置于定子线圈2的内部，可在定子线圈2的内部自由转动。主轴4与定子线圈2的两端可通过轴承连接。

可以在主轴4上首先设置磁铁架，然后将转子磁铁3装在磁铁架上，也可以采用其它的固定方式。这样，当主轴4带动转子磁铁3在定子线圈2内转动时，线圈切割磁力线产生电动势，可输出三相交流电。

所述主轴4的上端连接有涡轮5，钻杆1在钻井过程中，钻井液自上而下通过钻杆1的内部空腔冲击涡轮5转动，带动转子磁铁3在定子线圈2内转动，定子线圈2切割磁力线实现发电。发电的方式除了上述的定子线圈2与转子磁铁3相对转动的方式外，还可以采用其它的方式。