[实用新型]一种带有发电功能的动力钻具

说明书

本实用新型涉及一种带有发电功能的动力钻具。其技术方案是：马达的一端连接旁通阀，另一端连接万向轴，万向轴的另一端通过径向轴承、整流电路连接到发电机，发电机的另一端依次连接推力轴承和传动轴；所述旁通阀设置在马达的端部，下钻时，井眼中的钻井液由旁通阀引入钻杆柱内，减小下钻过程的阻力，平衡钻杆内外液柱压力；起钻时，钻井液由钻杆柱内经旁通阀的侧阀孔流入环空，不致使钻井液溢于井台；所述发电机作为一个独立单元串接动力钻具中。本实用新型的有益效果：第一，通过加入发电机使动力钻具在完成其原有功能的基础上兼具了井下发电机的功能；第二，通过整流电路、输电线路可以将适用的电力输送到仪器；能够有效替代锂电池供电。

技术领域

本实用新型涉及钻井技术领域，特别涉及一种带有发电功能的动力钻具。

背景技术

随着石油钻井工业的发展,在复杂地质条件下钻深井、水平井、多分支井的过程中,井下随钻测量仪器和旋转导向仪器等发挥着至关重要的作用,其功能越来越强,使用的传感器和控制执行机构越来越多。在仪器工作过程中,一般都需要给井下电子测量总成及旋转导向系统中的导向控制模块供电。一种传统方式是利用耐高温锂电池供电,另外一种优选的方式是利用泥浆发电机供电。

目前的锂电池供电,其存在着诸如耐高温性差,输出电功率较小,操作不当时可能爆炸等缺点；泥浆发电机，受国外技术垄断，价格昂贵，国产泥浆发电机技术不成熟，产品功率低、寿命短，满足不了井下测量仪器多，测量时间长的要求，缺少一种安全可靠的供电手段为井下仪器供电。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种带有发电功能的动力钻具，利用动力钻具转子带动发电机转子发电，解决锂电池供电耐高温性差,输出电功率较小，操作不当时可能爆炸，以及泥浆发电机国外技术垄断，国产泥浆发电机技术不成熟，产品功率低、寿命短的问题。

本实用新型提到的一种带有发电功能的动力钻具，其技术方案是：包括旁通阀（1）、马达（2）、万向轴（3）、径向轴承（4）、整流电路（5）、发电机（6）、推力轴承（7）、传动轴（8）、输电线路（16），所述马达（2）的一端连接旁通阀（1），另一端连接万向轴（3），万向轴（3）的另一端通过径向轴承（4）、整流电路（5）连接到发电机（6），发电机（6）的另一端依次连接推力轴承（7）和传动轴（8）；

所述旁通阀（1）设置在马达（2）的端部，下钻时，井眼中的钻井液由旁通阀（1）引入钻杆柱内，减小下钻过程的阻力，平衡钻杆内外液柱压力；起钻时，钻井液由钻杆柱内经旁通阀（1）的侧阀孔流入环空，不致使钻井液溢于井台；钻具工作时，高压钻井液流经旁通阀（1），把压力能转换为机械能；

所述马达（2）由马达壳体（21）、马达转子（22）、定子橡胶（23）组成，马达转子（22）是一根左旋螺杆，定子橡胶（23）是一根内衬橡胶的钢管，定子橡胶（23）的内孔呈螺旋形，马达转子（22）安装在定子橡胶（23）内孔，在具有压力能的液体作用下，迫使马达转子（22）在定子橡胶（23）中作连续运动；

所述万向轴（3）包括万向轴壳体外壳（31）、万向轴壳体衬层（32），将马达的偏心运动变换为传动轴的定轴旋转，同时传递扭矩给传动轴，以达到钻井的目的；

所述发电机（6）由发电机定子（52）、发电机转子（54）、发电机密封外壳（56）组成，作为一个独立单元串接动力钻具中，发电机转子（54）主要由导电的转子绕组、导磁的铁芯组成，与传动轴连接，发电机定子（52）的外壁与发电机密封外壳（56）连接，发电机密封外壳（56）起到隔离泥浆、保护发电机和整流电路的作用，发电机的冷却是靠流动的泥浆来实现的；

所述整流电路（5）是把交流电能转换为直流电能的电路，安装在发电机密封外壳（56）内，分别与发电机与输电线路（16）连接，自发电机的电刷引出的交流电经过整流后进入输电线路（16），输电线路沿动力钻具壳体传输到动力钻具与井下仪器的接头处。