CN103670366A - 井下无线充电机械装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下无线充电机械装置，属于石油领域。所述井下无线充电机械装置包括各自独立的井下充电短节装置和电缆携带充电装置，充电时，所述电缆携带充电装置安装在所述井下充电短节装置内部，所述电缆携带充电装置与所述井下充电短节装置耦合，以完成对所述井下充电短节装置的充电。本发明通过电缆携带充电装置与井下充电短节装置耦合设计，实现了井下无线充电功能，为长时间驻留在井下的仪器提供电能，使井下仪器完成测试调配和动态监测任务，避免了井下仪器更换电池作业，提高了测试调配效率，此外，本发明操作简单，无需专业人员操作，便于现场推广应用。

Description

井下无线充电机械装置

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，特别涉及一种井下无线充电机械装置。

背景技术

国内外油田开发一般针对各油层具体情况进行分层注水和分层采油，但随着分注井数和层数的不断增加，测试工作量也逐渐增加。现在大多数偏心配水测调工艺采用钢丝和电缆测调，测调中无法避免偏心投捞堵塞器的作业风险，使得重复性工作量大，周期长，不能完全满足现场需要，且注入量变化速度快，分层调配后注水合格率逐步降低，测调周期短降低了生产效率。同时，地面回放测试方式只能监测瞬时注入量，当注水压力或地层压力变化引起注水量发生改变，注水不合格时不能及时进行调节，无法实现实时监测与控制，不能反映各层吸水量的变化信息。

因此，为了提高低渗油藏精细分注水平，实现实时流量控制与监测，需要开展智能测调注水技术研究，除了对注采结构进行调整外，更需要一套适合于有效注水的工艺配套技术及装置。井下测调系统需要长时间驻留在井下完成测调任务，电路和电机大量消耗电池能量，如果电池电量耗尽，井下测量与调节没有能量供给，则必须将设备取到地面，更换电池。为了延长测调系统在井下的工作时间，减少现场的工作量，地面的小功率电阻设备可以实现无线充电，如手机、电动牙刷等。但给井下充电电池进行无线充电较为困难；且在高压含水的井筒中实现无线充电无疑更具有相当大的难度。

因此急需提供一种能够实现井下无线充电功能的装置，以保证为井下监测仪器提供电能，从而避免打捞井下仪器更换电池作业，进而节约作业成本，降低作业强度。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种井下无线充电机械装置，该装置能够实现井下无线充电功能，保证为井下监测仪器提供电能，从而避免了打捞井下仪器更换电池作业，进而节约作业成本，降低作业强度。所述技术方案如下：

一种井下无线充电机械装置，包括各自独立的井下充电短节装置和电缆携带充电装置，充电时，所述电缆携带充电装置安装在所述井下充电短节装置内部，所述电缆携带充电装置与所述井下充电短节装置耦合，以完成对所述井下充电短节装置的充电。

具体地，所述井下充电短节装置包括主壳体、上接头、定位套、短节充电组件、充电电路、充电电池和下接头，

所述主壳体内部中空，所述主壳体内部由上至下顺次安装着所述上接头、所述定位套、所述短节充电组件以及所述下接头，所述下接头圆周方向上分别安装着所述充电电路和所述充电电池，

所述定位套用于定位所述电缆携带充电装置，所述短节充电组件用于与所述电缆携带充电装置耦合，以通过所述充电电路实现对所述充电电池充电。

具体地，所述短节充电组件包括外隔离环、外圈铁芯及次级线圈，所述外圈铁芯至少为两个，并且所述外圈铁芯外部均缠绕着所述次级线圈，所述至少两个外圈铁芯相对所述主壳体圆周方向均布的，并且所述至少两个外圈铁芯通过所述外隔离环进行绝缘。

具体地，所述主壳体与所述上接头通过螺纹连接，所述主壳体与所述下接头通过螺纹连接。

具体地，所述定位套的入口端设有倒角，以便于所述电缆携带充电装置插入。

具体地，所述电缆携带充电装置包括中心管、电缆接头、定位块、上连接套、下连接套、内隔离环、电缆、电缆充电组件和引鞋，

所述中心管由上至下顺次安装着所述电缆接头、所述定位块、所述内隔离环、所述电缆充电组件及引鞋，所述电缆接头与所述定位块相接处套接着所述上连接套，所述定位块下部套接着所述下连接套，通过所述上连接套和所述下连接套共同限定所述定位块的位置，所述电缆由所述电缆接头引入经所述中心管连接至所述电缆充电组件，

所述定位块与所述定位套相配，所述定位块至少为两块，所述定位块均为内外圆形的条形结构且其两端设有倒角斜面，所述定位块中设有径向伸缩机构，通过所述径向伸缩机构使得所述定位块相对所述定位套伸缩，以形成紧密接触，

充电时，所述定位块安装在所述定位套中，所述电缆充电组件与所述短节充电组件耦合。

具体地，所述电缆充电组件包括初级线圈和内圈铁芯，所述内圈铁芯外部缠绕着所述初级线圈。

具体地，所述的内圈铁芯为圆环结构。

具体地，所述径向伸缩机构包括设置在定位块中的盲孔，以及穿入所述盲孔中的弹簧，所述弹簧的一端抵顶在所述盲孔中，所述弹簧的另一端抵顶在所述中心管上，通过所述弹簧的伸缩实现所述定位块的径向移动，以进行所述电缆携带充电装置的安装定位。

具体地，所述引鞋为圆锥形。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明通过电缆携带充电装置与井下充电短节装置耦合设计，实现了井下无线充电功能，为长时间驻留在井下的仪器提供电能，使井下仪器完成测试调配和动态监测任务，避免了井下仪器更换电池作业，提高了测试调配效率，此外，本发明操作简单，无需专业人员操作，便于现场推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的井下无线充电机械装置充电时的结构剖视图；

图2是图1的D-D剖视图；

图3是本发明实施例提供的井下充电短节装置的结构剖视图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是本发明实施例提供的电缆携带充电装置的结构剖视图；

图6是图5的B-B剖视图。

图中各符号表示含义如下：

I井下充电短节装置，            10电缆，

1上接头，                      11电缆接头，

2主壳体，                      12上连接套，

3定位套，                      13定位块，

4外隔离环，                    14弹簧，

5外圈铁芯，                    15下连接套，

6次级线圈，                    16内隔离环，

7充电电路，                    17初级线圈，

8充电电池，                    18内圈铁芯，

9下接头，                      19中心管，

II电缆携带充电装置，           20引鞋。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的一种井下无线充电机械装置，包括各自独立的井下充电短节装置I和电缆携带充电装置II，充电时，所述电缆携带充电装置II安装在所述井下充电短节装置I内部，所述电缆携带充电装置II与所述井下充电短节装置I耦合，以完成对所述井下充电短节装置I的充电。

本发明通过电缆携带充电装置II与井下充电短节装置I耦合设计，实现了井下无线充电功能，为长时间驻留在井下的仪器提供电能，使井下仪器完成测试调配和动态监测任务，避免了井下仪器更换电池作业，提高了测试调配效率，此外，本发明操作简单，无需专业人员操作，便于现场推广应用。

具体地，如图3所示，所述井下充电短节装置I包括主壳体2、上接头1、定位套3、短节充电组件（4、5及6）、充电电路7、充电电池8和下接头9，

所述主壳体2内部中空，所述主壳体2内部由上至下顺次安装着所述上接头1、所述定位套3、所述短节充电组件（4、5及6）以及所述下接头9，所述下接头9圆周方向上分别安装着所述充电电路7和所述充电电池8，

所述定位套3用于定位所述电缆携带充电装置II，所述短节充电组件用于与所述电缆携带充电装置II耦合，以通过所述充电电路7实现对所述充电电池8充电。

具体地，如图3及图4所示，所述短节充电组件包括外隔离环4、外圈铁芯5及次级线圈6，所述外圈铁芯5至少为两个，并且所述外圈铁芯5外部均缠绕着所述次级线圈6，所述至少两个外圈铁芯5相对所述主壳体2圆周方向均布的，并且所述至少两个外圈铁芯5通过所述外隔离环4进行绝缘。

具体地，如图3所示，所述主壳体2与所述上接头1通过螺纹连接，所述主壳体2与所述下接头9通过螺纹连接。

具体地，如图3所示，所述定位套3的入口端设有倒角，以便于所述电缆携带充电装置II插入。

具体地，如图5所示，所述电缆携带充电装置II包括中心管19、电缆接头11、定位块13、上连接套12、下连接套15、内隔离环16、电缆10、电缆充电组件（17和18）和引鞋20，

所述中心管19由上至下顺次安装着所述电缆接头11、所述定位块13、所述内隔离环16、所述电缆充电组件（17和18）及引鞋20，所述电缆接头11与所述定位块13相接处套接着所述上连接套12，所述定位块13下部套接着所述下连接套15，通过所述上连接套12和所述下连接套15共同限定所述定位块13的位置，所述电缆10由所述电缆接头11引入经所述中心管19连接至所述电缆充电组件，

所述定位块13与所述定位套3相配，所述定位块13至少为两块，所述定位块13均为内外圆形的条形结构且其两端设有倒角斜面，所述定位块13中设有径向伸缩机构，通过所述径向伸缩机构使得所述定位块13相对所述定位套3伸缩，以形成紧密接触，

充电时，所述定位块13安装在所述定位套3中，所述电缆充电组件与所述短节充电组件耦合。

具体地，如图5所示，所述电缆充电组件包括初级线圈17和内圈铁芯18，所述内圈铁芯18外部缠绕着所述初级线圈17。

具体地，如图5所示，所述的内圈铁芯18为圆环结构。

具体地，如图5及图6所示，所述径向伸缩机构包括设置在定位块13中的盲孔，以及穿入所述盲孔中的弹簧14，所述弹簧14的一端抵顶在所述盲孔中，所述弹簧14的另一端抵顶在所述中心管19上，通过所述弹簧14的伸缩实现所述定位块13的径向移动，以进行所述电缆携带充电装置II的安装定位。

具体地，如图5所示，所述引鞋20为圆锥形。

本发明的工作过程如下：

如图1所示，当需要对充电电池8进行充电时，可将电缆携带充电装置II安装到井下充电短节内腔中；

首先将电缆携带充电装置II吊装到上接头1上方，引鞋20具有引导安装作用，通过引鞋20引导进入上接头1内腔中，电缆携带充电装置II继续下降至定位套3上方，定位套3内孔倒角与引鞋20锥面互起引导作用，使电缆携带充电装置II顺利下降，当定位块13触到定位套3口时，由定位块13的端面倒角与定位套3端面倒角配合在电缆携带充电装置II重力作用下，定位块13径向移动，直至两定位块13外圆小于定位套3口内径时，电缆携带充电装置II可继续下移，直至定位块13完全进入定位套3内腔，此时，由于弹簧14作用，使定位块13外圆顶在定位套3内腔，实现电缆携带充电装置II与井下充电短节装置I完全定位配合；

如图2所示，从而初级线圈17和内圈铁芯18与次级线圈6和外圈铁芯5组成了充电系统，当电缆10通电时，通过初级线圈17和次级线圈6的互感作用，使得次级线圈6感应出交流电流，通过充电电路7将该感应电流进行整流，然后给充电电池8充电。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井下无线充电机械装置，其特征在于，包括各自独立的井下充电短节装置和电缆携带充电装置，充电时，所述电缆携带充电装置安装在所述井下充电短节装置内部，所述电缆携带充电装置与所述井下充电短节装置耦合，以完成对所述井下充电短节装置的充电。

2.根据权利要求1所述的井下无线充电机械装置，其特征在于，所述井下充电短节装置包括主壳体、上接头、定位套、短节充电组件、充电电路、充电电池和下接头，

所述主壳体内部中空，所述主壳体内部由上至下顺次安装着所述上接头、所述定位套、所述短节充电组件以及所述下接头，所述下接头圆周方向上分别安装着所述充电电路和所述充电电池，

所述定位套用于定位所述电缆携带充电装置，所述短节充电组件用于与所述电缆携带充电装置耦合，以通过所述充电电路实现对所述充电电池充电。

3.根据权利要求2所述的井下无线充电机械装置，其特征在于，所述短节充电组件包括外隔离环、外圈铁芯及次级线圈，所述外圈铁芯至少为两个，并且所述外圈铁芯外部均缠绕着所述次级线圈，所述至少两个外圈铁芯相对所述主壳体圆周方向均布的，并且所述至少两个外圈铁芯通过所述外隔离环进行绝缘。

4.根据权利要求2所述的井下无线充电机械装置，其特征在于，所述主壳体与所述上接头通过螺纹连接，所述主壳体与所述下接头通过螺纹连接。

5.根据权利要求2所述的井下无线充电机械装置，其特征在于，所述定位套的入口端设有倒角，以便于所述电缆携带充电装置插入。

6.根据权利要求1-5任一项权利要求所述的井下无线充电机械装置，其特征在于，所述电缆携带充电装置包括中心管、电缆接头、定位块、上连接套、下连接套、内隔离环、电缆、电缆充电组件和引鞋，

所述中心管由上至下顺次安装着所述电缆接头、所述定位块、所述内隔离环、所述电缆充电组件及引鞋，所述电缆接头与所述定位块相接处套接着所述上连接套，所述定位块下部套接着所述下连接套，通过所述上连接套和所述下连接套共同限定所述定位块的位置，所述电缆由所述电缆接头引入经所述中心管连接至所述电缆充电组件，

所述定位块与所述定位套相配，所述定位块至少为两块，所述定位块均为内外圆形的条形结构且其两端设有倒角斜面，所述定位块中设有径向伸缩机构，通过所述径向伸缩机构使得所述定位块相对所述定位套伸缩，以形成紧密接触，

充电时，所述定位块安装在所述定位套中，所述电缆充电组件与所述短节充电组件耦合。

7.根据权利要求6所述的井下无线充电机械装置，其特征在于，所述电缆充电组件包括初级线圈和内圈铁芯，所述内圈铁芯外部缠绕着所述初级线圈。

8.根据权利要求7所述的井下无线充电机械装置，其特征在于，所述的内圈铁芯为圆环结构。

9.根据权利要求6所述的井下无线充电机械装置，其特征在于，所述径向伸缩机构包括设置在定位块中的盲孔，以及穿入所述盲孔中的弹簧，所述弹簧的一端抵顶在所述盲孔中，所述弹簧的另一端抵顶在所述中心管上，通过所述弹簧的伸缩实现所述定位块的径向移动，以进行所述电缆携带充电装置的安装定位。

10.根据权利要求6所述的井下无线充电机械装置，其特征在于，所述引鞋为圆锥形。

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