[发明专利]一种井下节流发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种井下节流发电装置，特别是一种为油井井下智能设备供电的发电装置，属石油开采技术领域。

技术背景

随着油气开发的日益数字化和智能化，大量的智能设备应用在油气生产中。井下参数的测量、控制由于受空间和体积限制，设备的供电问题变得较为突出。井下测控设备中现在普遍采用蓄电池供电，但电池使用时间有限，设备经常由于更换电池需从井中取出，需要耗费大量的财力。采用电缆供电将增加作业费用及增大施工难度，现有井下发电设备存在机械装置结构复杂及设备密封难的问题，造成井下发电装置的使用寿命较短，安全可靠的井下发电装置成为井下测控设备急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种井下节流发电装置，为油井井下智能设备供电，是一种全新的发电方式。

本发明采用以下技术方案：本发明一种井下节流发电装置，主要包括节流管、节流芯部、发电部构成；所述节流管内设有中间流道和节流孔，中间流道为圆锥形变径流道；所述节流芯部由中间流道与节流芯组成，中间流道内的液体能够自由流动。在节流芯的上部装有弹簧装置；节流芯的通径上均布有磁钢；液体流过时使节流芯离节流孔的距离增加，弹簧被压缩，管道中的流量增大，流量增加作用于节流芯上的推力减小于弹簧压力，节流芯回复靠近节流孔，流道减小至推力大于弹簧力节流芯离开节流孔，如此往复运动。

所述发电部由节流芯与节流管内的密封腔体组成；所述密封腔体由节流管与外密封体安装形成，密封腔体内有发电机定子、感应线圈，感应线圈装于发电机定子内，发电机定子由固定圈固定于节流管上；发电部由节流芯带动磁钢与密封腔体内的发电机定子产生相对的往复直线式运动使感应线圈产生电流，实现发电。

所述节流管为无磁材料；发电机定子为软磁芯材料。所述节流管的密封腔体还可以用于放置智能测试装置。所述节流管的上接头与下接头分别与油管相连接。

本发明的优点和有益效果有：1、无旋转件；系统不受沙粒与固相颗粒的影响；2、运动件寿命长；3、所发电量可满足测试仪器及信号传输用电。

附图说明

图1为本发明一种井下发电装置结构示意图；

图2为本发明节流芯的正视图；

图3为图2的左视图。

图中：1．弹簧固定架，2．弹簧，3．节流芯，4．发电机定子，5．外密封体，6．中间流道，7．密封腔体，8．节流孔，9．固定圈，10．磁钢，11．线圈，12．节流管，13．通流孔，14．流道，15．上接头，16．下接头，17.通径。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作具体描述：

如图1、图2、图3所示，本发明一种井下节流发电装置，主要包括节流管12、节流芯部和发电部构成，所述节流管12内设有中间流道6和节流孔8，中间流道6为圆锥形变径流道；节流管的上接头15与下接头16分别与油管相连接；所述节流芯部由中间流道6与节流芯3组成，中间流道6内的液体能够自由流动。在节流芯3的上部装有弹簧装置，弹簧装置由弹簧2和弹簧固定架1组成，弹簧固定架1上设有通流孔13；节流芯的通径17上均布有磁钢10；所述液体在通过节流装置时，液体使节流芯3离节流孔8的距离增加，弹簧2被压缩，管道中的流量增大，流量增加作用于节流芯3上的推力减小于弹簧2的压力，节流芯3回复靠近节流孔8，流道14的流量减小至推力大于弹簧2的弹力节流芯3离开节流孔8，如此使节流芯3在流道6内作往复直线运动。

所述密封腔体7由节流管12与外密封体5安装形成，为能够安装井下智能仪器的一个密闭空间，可有效保护智能仪器的工作环境及使用寿命；

所述发电部由节流芯3与密封腔体7组成；密封腔体7内有发电机定子4、感应线圈11；感应线圈11装于发电机定子4内，发电机定子4由固定圈9固定于节流管12上；发电机部由节流芯3带动磁钢10与密封腔体内的发电机定子4产生相对的往复直线式运动使感应线圈11产生电流，实现发电。节流芯采用合金材料或空心结构，减轻节流芯的重量，降低节流部对流体的压力损失。在使用时，可将智能仪器置于上述结构的密封腔体7内连接在井内的油管上，随油管一起下到井下。使用过程中，如果电压偏低，可增加节流芯3的长度和发电机定子4的长度或者使用多组，以达到所需要的电压。

所述节流管12为无磁材料；发电机定子4为软磁芯材料。