[实用新型]井下泥浆涡轮发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种井下泥浆涡轮发电机，是一种井下泥浆涡轮交流发电机，属于发电机技术领域，是石油钻井工程中地下钻探设备的辅助设备，用于为井下随钻仪器提供电源。

背景技术

随着地质导向技术、随钻测井技术及闭环钻井技术在油田开发过程的普遍应用，井下测控仪器系统要求充足的能源供应作为保证。目前，钻井行业无线随钻测量仪器的供电的技术方案有：1)、采用锂电池供电，但完全依靠锂电池存在较多的缺点，其能量和温度范围有限，安全性差，对环境造成污染，使用成本高。2)、采用井下泥浆涡轮发电机供电，它是由涡轮、转子、定子、驱动轴、变速器等组成的井下泥浆涡轮发电机，其传动系统采用机械硬连接、动密封结构，在含砂泥浆的高速冲刷下，旋转密封结构的使用条件受到很大限制；3)、在上述现有井下泥浆发电机技术的基础上改成一种泥浆涡轮发电机，它是将机械硬连接、动密封结构改为内、外磁转子中间加隔离罩连接，成为静密封结构，专利公开号为CN1865693A、名称为：井下泥浆发电机就是这类结构，克服了机械硬连接、动密封结构缺点，但仍成在如下缺点：

1、变速箱的存在使制造工艺复杂，例如：为防止泥浆进入变速箱，密封就存在工艺难度，在高速泥浆的冲刷下，任何动密封都会牵涉到一个耐用度的问题，如果不能用磁力耦合器实现真正的无接触动力传递，就失去了使用磁力耦合的意义。原有的一些井下发电机，总会在变速器或其他机械联轴部分使用旋转动密封，即使是将动密封部件泡在油中，采用液压平衡技术，密封部位的寿命还是会受到很大影响；在高速含砂泥浆的冲刷下，动密封的密封部件在连续工作几十个小时以后，抑或在更短的时间内可能就会损坏，对整个发电机的使用造成不利影响。

总之，现有的专利公开号为C N1865693A、名称为：井下泥浆发电机，由于未完全摆脱动密封，增加了故障发生率，影响设备寿命，降低了设备的可靠性和稳定性，同时还增加了设备的制造和运行成本；

2、蜗轮因气蚀以及因进口流态不良引起的水力振动，压力不均匀，振动较大，蜗轮的气蚀和水力性能较差；

3、在发电机系统发生任何故障或停泵时，都将造成停电而使仪器通讯状态发生变化，还会造成运行中以及存储的信息数据丢失。

发明内容：

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺点，提供一种井下泥浆涡轮发电机，用于石油钻井行业、为无线随钻系统供电。所述发电机是完全无接触的动力传递、完全的静密封，既消除由于机械偏心所造成的影响，又实现零泄露、密封安全可靠、水力振动小、压力均匀、蜗轮的气浊和水力性能好、在最大程度上延长发电机的使用寿命、工艺性好、成本低的井下泥浆涡轮发电机；还有一个目的是：具有备用电池从而工作稳定可靠，即确保在发电机系统发生任何故障或泥浆泵停泵时，仪器运行中以及存储的信息数据不会丢失。

本实用新型的技术方案是：一种井下泥浆涡轮发电机，包括涡轮、涡轮轴、轴承、磁力耦合器外磁转子、隔离罩、磁力耦合器内磁转子、发电机及外壳，其特征在于：外壳的下端内孔安装有支承涡轮轴的轴承，该轴承为滑动轴承；涡轮轴的下端固定一涡轮，上端固定一磁力耦合器外磁转子；涡轮的上部有一引导泥浆的导轮；内磁转子位于磁力耦合器外磁转子上部之中，并与发电机同轴相连；外磁转子与内磁转子之间有起密封作用的隔离罩；所述的外壳上端内部空气腔体中安装有用于发电机发生故障或者停泵时备用的高温电池；所述的高温电池为高温锂离子电池，电压为36-56V，容量为220-300Ah。

在上述技术方案基础上具有附加技术特征的更进一步的技术方案是：

所述的井下泥浆涡轮发电机，其导轮为叶片式导轮，套接在外壳下端的外部。

所述的井下泥浆涡轮发电机，其导轮与外壳下端是固定套接。

所述的井下泥浆涡轮发电机，其导轮叶片为3-6片。

所述的井下泥浆涡轮发电机，其导轮叶片为5片。

所述的井下泥浆涡轮发电机，其高温电池电压为48V，容量为240Ah。

所述的井下泥浆涡轮发电机，其外壳上端内部空气腔体中安装有整流调制器和电控制器；所述整流调制器包括调制电路，电控制器包括控制电路。

本实用新型所述的井下泥浆涡轮发电机的技术效果是：

1、动力传递实现无接触传递，整个发电机运动部件没有动密封，磁力耦合器实现了动密封向静密封的转化，极大地延长了发电机的使用寿命；