CN110021988B - 温差式热电井下电源 - Google Patents

温差式热电井下电源 Download PDF

Info

Publication number
CN110021988B
CN110021988B CN201910351482.8A CN201910351482A CN110021988B CN 110021988 B CN110021988 B CN 110021988B CN 201910351482 A CN201910351482 A CN 201910351482A CN 110021988 B CN110021988 B CN 110021988B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature difference
type thermoelectric
temperature sensor
thermoelectric conversion
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910351482.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110021988A (zh
Inventor
徐朝阳
张所生
郭劲松
穴强
高廷正
王志强
胡秀凤
梁鹏
李峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp Ltd
CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Original Assignee
中国石油集团渤海钻探工程有限公司
中国石油天然气集团有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 中国石油集团渤海钻探工程有限公司, 中国石油天然气集团有限公司 filed Critical 中国石油集团渤海钻探工程有限公司
Priority to CN201910351482.8A priority Critical patent/CN110021988B/zh
Publication of CN110021988A publication Critical patent/CN110021988A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110021988B publication Critical patent/CN110021988B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H02N11/002—Generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

本发明公开了一种温差式热电井下电源，其包括温差式热电转换片、环空温度传感器、钻杆温度传感器、可再充电能量储存器、稳压电路模块和控制模块；所述温差式热电转换片经稳压电路模块与可再充电能量储存器连接；所述控制模块根据环空温度传感器和钻杆温度传感器测量的温度数据控制温差式热电转换片与稳压电路模块的连接与断开。本发明中利用环空与钻杆内的温度差，采用温差式热电转换片提供电力，形成一种井下电源，可以作为现有井下电源之外的另一种方案选择。

Description

温差式热电井下电源
技术领域
本发明涉及一种电力系统，尤其是一种温差式热电井下电源。
背景技术
油气井钻完井作业中，地层含丰富的热能资源，钻完井液经钻杆内水眼至井筒环空形成循环回路，在热对流和热扩散等的作用下，井筒环空内温度往往要高于钻杆内温度，该现象从井底至地面都存在，是长达数千米的温度差剖面。根据塞贝克效应，两种不同电导体或半导体的温度差可以作为一种能源转换为电能。所以，油气井钻完井作业中长达数千米的温度差剖面是一种可以被有效利用的能源。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种结构简单且实用的温差式热电井下电源。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种温差式热电井下电源，包括温差式热电转换片、环空温度传感器、钻杆温度传感器、可再充电能量储存器、稳压电路模块和控制模块，
所述温差式热电转换片和环空温度传感器分别安装在短节外筒的外壁；所述钻杆温度传感器、可再充电能量储存器、稳压电路模块和控制模块安装在内筒中；
所述内筒设置在短节外筒内部，且短节外筒和内筒由分流连接转换器连接；所述内筒和分流连接转换器上均设有导电端子可以为负载提供电力；
所述温差式热电转换片经稳压电路模块与可再充电能量储存器连接；所述控制模块根据环空温度传感器和钻杆温度传感器测量的温度数据控制温差式热电转换片与稳压电路模块的连接与断开。
进一步地，所述温差式热电转换片交错排列安装在短节外筒的外表面的槽中，所述温差式热电转换片与短节外筒之间设有隔热材料。
进一步地，所述稳压电路模块、控制模块、钻杆温度传感器和可再充电能量储存器通过支撑骨架依次安装在内筒中，且支撑骨架与内筒之间填充有隔热材料。
进一步地，所述内筒在其外表面安装有扶正器以确保内筒在短节外筒内居中。
本发明的有益效果是：本发明中利用环空与钻杆内的温度差，采用温差式热电转换片提供电力，形成一种井下电源，可以作为现有井下电源之外的另一种方案选择。
附图说明
图1为本发明温差式热电井下电源的剖面示意图；
图2为本发明温差式热电井下电源的俯视示意图；
图3为本发明中分流连接转换器的结构示意图；
图4为图3的A-A断面示意图；
图5为本发明中内筒的剖面示意图；
图6为本发明的工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
本发明的温差式热电井下电源包括温差式热电转换片1、环空温度传感器2、钻杆温度传感器4、可再充电能量储存器5、稳压电路模块6和控制模块7。所述温差式热电转换片1经稳压电路模块6与可再充电能量储存器5连接；所述控制模块7根据环空温度传感器2和钻杆温度传感器4测量的温度数据控制温差式热电转换片1与稳压电路模块6的连接与断开。
如图1和图2所示，温差式热电转换片1安装在短节外筒3的外壁，且温差式热电转换片1交错排列安装在短节外筒3的外表面的槽中，温差式热电转换片1与短节外筒3之间还设有隔热材料303；环空温度传感器2安装在短节外筒3的外壁的开槽内，开槽采用盖板301密封。
如图1所示，内筒8设置在短节外筒3内部，且短节外筒3和内筒8由分流连接转换器9连接；内筒8在其外表面安装有扶正器801，确保内筒在短节外筒(3)内居中；其中内筒8和分流连接转换器9上均有导电端子可以为负载提供电力。
如图1、图3和图4所示，分流连接转换器9两端均有插针式连接器901；分流连接转换器9的左端用于连接外载荷，不使用时可以卸下并安装保护堵头；分流连接转换器9的右端连接内筒8；分流连接转换器9具有导流孔903连通工具。
如图1和图5所示，稳压电路模块6、控制模块7、钻杆温度传感器4和可再充电能量储存器5依次分别安装在支撑骨架802上，支撑骨架802安装在内筒8中，而且支撑骨架802与内筒8之间填充有隔热材料。内筒8安装稳压电路模块6的一端与分流连接转换器9的右端连接，另一端用于连接外载荷。
实施例
如图6所示，钻完井液从地面设备注入钻柱10，经过钻头13，进入钻柱10与钻头13所钻开地层井眼所形成环形空间14，再经井口装置的旁通15返回地面设备，形成循环流动。地层中的热量会传递至环形空间14中的钻完井液中，再经钻井液的循环形成一个热循环系统，且沿着整个井眼环形空间14内的温度高于钻柱10内的温度，形成沿着井眼的一种温度差剖面。
覆盖在短节外筒3的温差式热电转换片1产生直流电，经过稳压电路模块6、控制模块7传输至可再充电能量储存器5，再由可再充电能量储存器5向外提供电力。
一种温差式热电井下电源11安装在所需供电的仪器12上方，也可以根据需求安装在仪器12的下方；如果要求高功率，本发明的温差式热电井下电源11可以两个或多个串接提高输出功率。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种温差式热电井下电源，包括温差式热电转换片(1)、环空温度传感器(2)、钻杆温度传感器(4)、可再充电能量储存器(5)、稳压电路模块(6)和控制模块(7)，其特征在于：
所述温差式热电转换片(1)和环空温度传感器(2)分别安装在短节外筒(3)的外壁；所述钻杆温度传感器(4)、可再充电能量储存器(5)、稳压电路模块(6)和控制模块(7)安装在内筒(8)中；
所述内筒(8)设置在短节外筒(3)内部，且短节外筒(3)和内筒(8)由分流连接转换器(9)连接；所述内筒(8)和分流连接转换器(9)上均设有导电端子以为负载提供电力；
所述温差式热电转换片(1)经稳压电路模块(6)与可再充电能量储存器(5)连接；所述控制模块(7)根据环空温度传感器(2)和钻杆温度传感器(4)测量的温度数据控制温差式热电转换片(1)与稳压电路模块(6)的连接与断开。
2.按照权利要求1所述的温差式热电井下电源，其特征在于：所述温差式热电转换片(1)交错排列安装在短节外筒(3)的外表面的槽中，所述温差式热电转换片(1)与短节外筒(3)之间设有隔热材料(303)。
3.按照权利要求1或2所述的温差式热电井下电源，其特征在于：所述稳压电路模块(6)、控制模块(7)、钻杆温度传感器(4)和可再充电能量储存器(5)通过支撑骨架(802)依次安装在内筒(8)中，且支撑骨架(802)与内筒(8)之间填充有隔热材料。
4.按照权利要求3所述的温差式热电井下电源，其特征在于：所述内筒(8)在其外表面安装有扶正器(801)以确保内筒(8)在短节外筒(3)内居中。
CN201910351482.8A 2019-04-28 2019-04-28 温差式热电井下电源 Active CN110021988B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910351482.8A CN110021988B (zh) 2019-04-28 2019-04-28 温差式热电井下电源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910351482.8A CN110021988B (zh) 2019-04-28 2019-04-28 温差式热电井下电源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110021988A CN110021988A (zh) 2019-07-16
CN110021988B true CN110021988B (zh) 2022-04-12

Family

ID=67192766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910351482.8A Active CN110021988B (zh) 2019-04-28 2019-04-28 温差式热电井下电源

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110021988B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101908846A (zh) * 2009-06-06 2010-12-08 张鹏 井下温差发电方法及系统
CN108425637A (zh) * 2018-04-13 2018-08-21 吉林大学 一种井下发电钻杆及其发电方法
CN108775275A (zh) * 2018-05-28 2018-11-09 中国石油大学(华东) 单井闭式循环井下热电发电系统及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106816893B (zh) * 2015-11-27 2019-05-17 英业达科技有限公司 利用热电转换效应的充放电装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101908846A (zh) * 2009-06-06 2010-12-08 张鹏 井下温差发电方法及系统
CN108425637A (zh) * 2018-04-13 2018-08-21 吉林大学 一种井下发电钻杆及其发电方法
CN108775275A (zh) * 2018-05-28 2018-11-09 中国石油大学(华东) 单井闭式循环井下热电发电系统及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
井下热电能量收集装置研究与设计;冯凯等;《电子技术应用》;20181206(第12期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110021988A (zh) 2019-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106150394B (zh) 一种井下油管内电缆对接装置
CN202882897U (zh) 井下数据采集装置
CN110145287A (zh) 一种稠油加热降粘复合采油系统
CN111237146B (zh) 一种地热分支井恒温差发电系统
CN110021988B (zh) 温差式热电井下电源
CN110397407B (zh) 一种双台肩导电钻杆
CN206016702U (zh) 一种井下油管内电缆对接装置
CN110087439A (zh) 井下仪器电子制冷降温系统
CN108425637A (zh) 一种井下发电钻杆及其发电方法
CN201367902Y (zh) 无线随钻测斜仪扶正器
CN204941499U (zh) 一种稠油降粘装置
CN217481261U (zh) 一种地热井测温短节
CN202853191U (zh) 用于调节测井仪器工作的环境温度的制冷装置
CN113622850B (zh) 一种保温保压取芯器智能通讯供能系统
CA2886323C (en) Enhanced interconnect for downhole tools
CN205142054U (zh) 钻探用井下仪器发电装置
CN204927381U (zh) 开关式电池短节装置
CN211900576U (zh) 一种液冷随钻测量系统
CN111130391A (zh) 一种温差式井下发电装置
CN111119853A (zh) 一种液冷随钻测量系统
CN205314938U (zh) 一种带有自发电结构的钻杆接头
CN205063936U (zh) 新型中空式潜油电泵工况仪
CN219697510U (zh) 一种井下换热发电管道及井下发电系统
CN2171673Y (zh) 无电缆采油自动防堵系统
CN210919025U (zh) 一种抗压筒、随钻测量仪和钻井设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220309

Address after: 300457 Tianjin Binhai New Area Development Zone Second Avenue 83, China Petroleum Tianjin building Bohai Drilling Engineering Co., Ltd.

Applicant after: CNPC Bohai Drilling Engineering Co.,Ltd.

Applicant after: China National Petroleum Corporation Limited

Address before: 300457 Tianjin Binhai New Area Development Zone Second Avenue 83, China Petroleum Tianjin building Bohai Drilling Engineering Co., Ltd.

Applicant before: CNPC Bohai Drilling Engineering Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant