[实用新型]井下气驱发电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体钻井的技术领域，尤其涉及一种为井下用电装备提供电能的井下气驱发电机。

背景技术

气体钻井可有效提高钻头破岩效率，缩短钻井周期，节约钻井成本，在近些年得到快速发展，伴随电磁波传输技术的突破，气体钻井井下随钻测量数据可实时传输至地面。

但是，多种类随钻测量仪器以及电磁波传输工具同时工作需要大功率供电设备的输出，电池供电需要频繁起钻更换；使用常规井下发电机供电，因为钻井井下循环气量有限，会带来以下两个问题：(1) 发电机外径尺寸过大，气体在发电机外壳处沿程损耗大，影响钻头破岩效率；(2)气体对涡轮驱动力不足，无法驱动发电机转子轴。

为此，本实用新型的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种井下气驱发电机，以克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种井下气驱发电机，其结构简单，操作方便，为井下用电装备提供电，且效率更高。

为解决上述问题，本实用新型公开了一种井下气驱发电机，包括涡轮组件、无接触磁耦合器组件、第一发电机和第二发电机，其特征在于：

所述涡轮组件包含旋转涡轮和涡轮导流器，所述第一发电机包含第一发电机转子轴和第一发电机定子，所述第一发电机定子间隔一定距离设置于第一发电机转子轴的外侧，所述第二发电机包含第二发电机转子轴和第二发电机定子，所述第二发电机定子间隔一定距离设置于第二发电机转子轴的外侧，所述旋转涡轮通过无接触磁耦合器组件联接至所述第一发电机转子轴，所述第一发电机转子轴通过一联轴器联接至第二发电机转子轴。

其中：所述涡轮导流器的后端两侧分别通过自润滑轴承可旋转的支撑于旋转涡轮内，其前端外缘设有叶片组以将气体导向旋转涡轮，气流在钻具内沿轴向冲击涡轮导流器的叶片组从而推动旋转涡轮上的旋转叶片组高速旋转。

其中：所述旋转涡轮通过联接组件连接至无接触磁耦合器组件，所述联接组件包含减速器、输入拨叉和输出拨叉，所述输入拨叉的一端连接于所述旋转涡轮，另一端连接于减速器，所述输出拨叉的一端连接于所述无接触磁耦合器组件，另一端同样连接于减速器。

其中：所述无接触磁耦合器组件包含磁耦合护罩、外环磁片和内环磁片，所述磁耦合护罩内固定有所述外环磁片，内环磁片固定于第一级发电机转子轴上并与外环磁片轴向匹配布置。

其中：所述外环磁片与内环磁片之间通过一隔磁罩进行隔离，所述磁耦合护罩的两端分别通过自润滑轴承可旋转的支撑于隔磁罩外侧，所述第一发电机转子轴的前部伸入隔磁罩且位于所述磁耦合护罩内侧。

其中：所述第一发电机转子轴和第二发电机转子轴的外侧设有 N、S极交互的磁片，所述第一发电机定子和第二发电机定子由定子铁芯和定子绕组构成。

其中：所述定子铁芯由带槽的硅钢片叠成，所述定子绕组的导线嵌放于硅钢片的槽中且绕组三相互差120°。

其中：在第一发电机定子和第二发电机定子的后端外缘布置有减震胶体。

其中：所述第一发电机和第二发电机的本体外径小于50mm。

通过上述结构可知，本实用新型的井下气驱发电机具有如下效果：

1、通过气驱发电，有效提供给井下用电装备的电能，充分利用了能量，提供环保效能；

2、采用两组发电机并联增大输出功率，两组发电机既满足供电需求，又不会造成发电机产生过多气体能量损耗；

3、小直径发电机减小了发电机外壳沿程损耗；

4、使用井下气驱发电机可满足多种类随钻装备的耗电需求，保证随钻测量实时进行，又不影响钻头的破岩效率。

本实用新型的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本实用新型的井下气驱发电机的结构示意图。

图2显示了本实用新型中发电机的整流电路。

附图标记：

1-涡轮导流器，2-旋转涡轮，3、4、7、9-自润滑轴承，5-减速器， 601-输入拨叉，602-输出拨叉，8-磁耦合护罩，10-外环磁片，11-内环磁片，12-隔磁罩，13a-第一发电机转子轴，14a-第一发电机定子，15a- 第一整流桥，16a-联轴器，17-减震胶体，13b-第二发电机转子轴，14b- 第二发电机定子，15b-第二整流桥。

具体实施方式

参见图1，显示了本实用新型的井下气驱发电机，其作用是为井下多种类随钻装备供电。