[实用新型]钻井仪器用井下发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻井设备领域，特别涉及一种钻井仪器用井下发电机，主要用于为石油、矿山、地质勘探等随钻测量或者非随钻测量的钻井仪器提供电源。

背景技术

在石油、矿山、地质勘探等领域都需要使用随钻测量或非随钻测量钻井仪器，这些仪器在中使用中都需要稳定、持续时间长、功率大的电源，而这样的电源设备在钻井仪器中需要耐受高温、高压、高振动的环境。目前，为石油、矿山、地质勘探等领域的随钻测量或非随钻测量钻井仪器的供电方式一般采用高性能锂电池供电或者有线传输供电。锂电池供电是将多节锂电池串接后装入钛合金外壳中，通过电插头与电路相连，为钻井仪器以及电路供电；但是，一方面，锂电池可以提供的电量有限，电压也比较低，不能满足大功率发射电路的用电需求，要频繁更换电池组，使仪器功能受到很大的限制；另一方面，锂电池造价比较高，大大提高了仪器的成本。有线传输供电就是把地面供电设备通过一根铠装电缆连接到测量仪器，满足测量仪器的用电需求，测量仪器获得的数据再由这根铠装电缆传输到地面；然而有线传输供电方法旋转钻井和井斜角大于45度的井中使用很困难，因为电缆在钻柱的通道内，当钻柱旋转时，电缆很容易被绞断，另外井斜角大于45度时，仪器靠自身重量下放到井底将很困难。

因此，为石油、矿山、地质勘探等领域使用的随钻测量或非随钻测量钻井仪器设计出一种大功率的发电机已为本技术领域技术人员需要迫切解决的问题。一方面保证钻井仪器的不间断供电需求，避免频繁起下钻作业，降低工人的劳动强度，提高工作效率，另一方面发电机成本低，使用寿命长，降低了钻井仪器的费用，减少了仪器的尺寸，更加方便仪器的操作。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，具体地是解决在钻井仪器中使用锂电池的需要频繁更换、增加劳动强度，使用有限传输的电缆容易被绞断、不适合大倾斜角钻井的问题。本实用新型实施例提供了一种钻井仪器用井下发电机，该井下发电机结构简单、成本低廉、工作寿命长、安全可靠。所述技术方案如下：

一种钻井仪器用井下发电机，所述井下发电机包括：发电机本体、磁力耦合器、泥浆涡轮和连接转轴，所述磁力耦合器设置在所述泥浆涡轮内，所述连接转轴的两端分别与所述磁力耦合器和所述发电机本体固定连接。该井下发电机发电功率大，在钻探过程中能够为钻井仪器提供稳定可靠的电源输入，保证钻井仪器正常工作。在实践中，该井下发电机应用于无线电磁波随钻测量系统中，通过地面实验和上井随钻考核，证明是一种可靠的供电设备。该井下发电机可以应用在不同的钻井仪器中,只要知道钻井仪器电源所需接口尺寸，通过修改该发电机输出端尺寸就可以保证连接，使用起来简单方便。

进一步地，所述磁力耦合器包括内磁钢组件、外磁钢组件和隔磁罩，所述内磁钢组件安装在所述连接转轴上，所述外磁钢组件安装在所述泥浆涡轮内，所述隔磁罩设置在所述内磁钢组件与所述外磁钢组件之间，所述隔磁罩与所述井下发电机的机座固定连接。该磁力耦合器采用圆筒式结构，外磁钢组件是该磁力耦合器的主动磁转子，内磁钢组件是该磁力耦合器的从动磁转子。在钻井过程中泥浆驱动泥浆涡轮，泥浆涡轮带动外磁钢组件转动，外磁钢组件再驱动内磁钢组件进而驱动连接转轴转动。隔磁罩起到密封作用，隔离磁力耦合器内、外磁钢，保证该井下发电机在高压环境下能正常工作。

进一步地，所述外磁钢组件包括外磁钢、外磁钢包环和磁轭，所述磁轭设置在所述泥浆涡轮和所述外磁钢之间，所述外磁钢包环设置在所述隔磁罩和所述外磁钢之间。该外磁钢采用钐钴BTS30/11，能够保证在250℃以下外磁钢不退磁。

进一步地，所述内磁钢组件包括内磁钢和内磁钢包环，所述内磁钢安装在所述连接转轴上，所述内磁钢包环设置在所述内磁钢的外径上，所述内磁钢包环与所述隔磁罩之间留有转动间隙；所述连接转轴的与所述内磁钢连接段上设置有花键槽，所述内磁钢与所述连接转轴通过花键槽连接。该内磁钢采用钐钴BTS30/11，能够保证在250℃以下内磁钢不退磁。

进一步地，所述井下发电机还包括TC轴承，所述TC轴承设置在所述隔磁罩上，所述TC轴承支撑所述泥浆涡轮和所述外磁钢组件。

进一步地，所述井下发电机还包括静导叶涡轮，所述静导叶涡轮安装在所述隔磁罩上，所述静导叶涡轮与所述泥浆涡轮同轴设置，所述静导叶涡轮和所述泥浆涡轮的轴向设置位置可互换。静导叶涡轮起到导流的作用，能够将泥浆涡轮排出的泥浆及时的排出，增加泥浆涡轮的做功。