CN111404033A - 一种油井平台用防雷化雷装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油井平台用防雷化雷装置，包括：电磁接受网，用于切割大气中磁力线，同时在雷暴云产生时，在雷云电场的作用下能够释放电晕电离子；支撑装置，用于支撑固定所述电磁接受网，并具有电荷的传导作用；转动动力装置，用于驱动所述电磁接受网随风旋转；化雷装置，用于将电磁接受网转换的电荷能量有效转换和/或吸收；固定装置，用于将所述支撑装置固定于油井平台上。本发明提供的油井平台用防雷化雷装置，可有效防止在保护区内发生云地闪的现象，同时也减少了雷电流泄放时带来的强电磁脉冲辐射，感应电压，电位反击等问题产生，从而更有效地提高防雷效果。

Description

一种油井平台用防雷化雷装置

技术领域

本发明属于直接雷的防护技术领域，具体涉及一种油井平台用防雷化雷装置。

背景技术

雷电是自然界一种自然现象。雷电在发生的时候会产生超强电流电压容易对人们的生命和财产造成损害。特别是在石油开采领域，一旦有闪击等现象产作用于油井平台会给油田带来灾难性的破坏，因此，油井平台的防雷一直是人们研究的对象。

现有防雷系统都是基于引雷→对地放电的原理防止闪击现象的发生，通常在配电箱内设置防雷模块，形成电源防雷箱，或者将油井平台安设避雷针。在实际应用中，当上述结构被雷电击中时，强大的雷电流在往大地泄放时，产生较大的电磁脉冲辐射和感应电压，有甚者产生电位反击，也存在对油井平台产生危害的风险。这也是现有防雷技术的最大难题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种能够最大化的、快速的在雷云产生时吸收、转换和降低大气电场强度，并同时释放电晕电离子的油井平台用防雷化雷装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供的一个技术方案如下：

一种油井平台用防雷化雷装置，包括：电磁接受网，用于切割大气中磁力线，同时在雷暴云产生时，在雷云电场的作用下能够释放电晕电离子；支撑装置，用于支撑固定所述电磁接受网，并具有电荷的传导作用；转动动力装置，用于驱动所述电磁接受网随风旋转；化雷装置，用于将电磁接受网转换的电荷能量有效转换和/或吸收；固定装置，用于将所述支撑装置固定于油井平台上。

优选的，还包括：联动装置，与支撑装置和化雷装置连接，用于使得所述支撑装置能够相对于所述化雷装置旋转；所述支撑装置与所述电磁接受网连接，所述转动动力装置与所述支撑装置连接。

优选的，所述联动装置为旋转连接器，所述旋转连接器包括两个平面轴承、轴承套和轴，两个所述平面轴安装于所述轴承套的两端，连个所述平面轴承与所述轴过盈配合；所述支撑装置与所述轴通过联轴器固定连接，所述轴承套与所述化雷装置固定连接。

优选的，所述轴承套靠近所述化雷装置的一端固定有第一连接体，所述化雷装置靠近所述轴承套的一端设置有第二连接体，所述第一连接体和第二连接体螺纹连接或者牙接。

优选的，所述第二连接体上设置有相互配合的法兰。

优选的，所述支撑装置为304不锈钢实心杆，所述支撑装置上设置有相互配合的法兰，所述法兰与所述支撑装置转动连接；所述电磁接受网为多个，沿所述不锈钢实心杆周向设置。

优选的，所述电磁接受网的网面孔为10㎜×10㎜的方形孔。

优选的，所述电磁接受网产生电晕电离子的最大电离电流30mA，保护角度最大84°，最大保护半径10H；其中，H为该油井平台用防雷化雷装置的高度，其高度高于油井平台的最高高度h。

优选的，所述转动动力装置包括多只圆形碗状装置，多只所述圆形碗状装置轴向安装于所述支撑体上，用于在风力作用下给电磁接受网提供360°旋转的动力。

优选的，所述转动动力装置与所述支撑装置转动连接，使得所述转动动力装置能够以所述支撑装置为中心相对支撑装置360°旋转；所述电磁接受网与所述支撑装置转动连接，使得所述电磁接受网能够以所述支撑装置为中心相对支撑装置360°旋转；所述转动动力装置与所述电磁接受网连接。

设置高度高于油井平台，也可以对油井平台保护，保护时安装高度参见图3，一般安装在被保护范围的季风上风端，在雷云产生时，必伴随大风，在风的作用下，本装置会360°旋转而带动电磁接受网旋转，加大切割磁力线强度，从而更大化地转换磁场能，产生电离电流，由支撑装置2传导至化雷装置5，能量进一步吸收转换。

此外，油井平台用防雷化雷装置在雷暴云产生时，由于雷云电场的作用下，本装置释放电晕电离子，电晕电离子覆盖在油井平台上方，对油井平台形成屏蔽保护(图3)，抑制上行先导的始发，削弱下行先导的发展速度，抑制雷云与地面间的放电通道形成，有效防止在保护区内发生云地闪的现象，同时也减少了雷电流泄放时带来的强电磁脉冲辐射，感应电压，电位反击等问题产生，从而更有效地提高防雷效果。

附图说明

图1为本发明的的油井平台用防雷化雷装置的结构示意图之一；

图2为本发明的的油井平台用防雷化雷装置的结构示意图之二；

图3为本发明的油井平台用防雷化雷装置的防雷原理图；

图中附图标记；电磁接受网1、支撑装置2、转动动力装置3、联动装置4、平面轴承4-1、轴承套4-2、轴4-3、第一连接体4-4、化雷装置5、第二连接体5-1、法兰6、油井平台用防雷化雷装置的高度H、油井平台的最高高度h。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，本发明提供了一种油井平台用防雷化雷装置，参见图1和图2，包括：电磁接受网1，用于切割大气中磁力线，同时在雷暴云产生时，在雷云电场的作用下，能够释放电晕电离子，其中所述电磁接受网优选为多个，沿下述不锈钢实心杆周向设置，一般的，电磁接受网为3个，相邻的电磁接受网之间程120°夹角设置；也可以是4个，相邻的电磁接受网之间程90°夹角设置；

支撑装置2，用于支撑固定所述电磁接受网，并具有电荷的传导作用，也就是说，支撑装置用导体制作，优选为304不锈钢实心杆；

转动动力装置3，用于驱动所述电磁接受网随风旋转；

化雷装置5，用于将电磁接受网转换的电荷能量有效转换和/或吸收；

联动装置4，与支撑装置和化雷装置连接，用于使得所述支撑装置能够相对于所述化雷装置旋转；

固定装置，用于将所述支撑装置固定于油井平台上；

所述支撑装置与所述电磁接受网连接，所述转动动力装置与所述支撑装置连接。

上述的油井平台用防雷化雷装置，设置高度高于油井平台，也可以对油井平台保护，保护时安装高度参见图3，一般安装在被保护范围的季风上风端，在雷云产生时，必伴随大风，在风的作用下，本装置会360°旋转而带动电磁接受网旋转，加大切割磁力线强度，从而更大化地转换磁场能，产生电离电流，由支撑装置2传导至化雷装置5，能量进一步吸收转换。

此外，油井平台用防雷化雷装置在雷暴云产生时，由于雷云电场的作用下，本装置释放电晕电离子，电晕电离子覆盖在油井平台上方，对油井平台形成屏蔽保护(图3)，抑制上行先导的始发，削弱下行先导的发展速度，抑制雷云与地面间的放电通道形成，有效防止在保护区内发生云地闪的现象，同时也减少了雷电流泄放时带来的强电磁脉冲辐射，感应电压，电位反击等问题产生，从而更有效地提高防雷效果。上述上行先导指的是电晕电流的向上迁移，下行先导：指的是电晕电流的向下迁移，电晕电离子也可称为电晕电荷。

以下为本发明的用于化雷系统的电磁接受和电晕释放装置(表中称为本装置)与现有防雷系统装置的防雷效果对比表

作为一种具体实施方式，所述联动装置为旋转连接器，所述旋转连接器包括两个平面轴承4-1、轴承套4-2和轴4-3，两个所述平面轴安装于所述轴承套的两端，连个所述平面轴承与所述轴过盈配合；所述支撑装置与所述轴通过联轴器固定连接，所述轴承套与所述化雷装置固定连接；该结构通过两个平面轴承防止轴在旋转时倾斜，固定效果好；为了便于设置该装置的高度，所述轴承套靠近所述化雷装置的一端固定有第一连接体4-4，所述化雷装置靠近所述轴承套的一端设置有第二连接体5-1，所述第一连接体和第二连接体螺纹连接或者牙接，在制作时可以通过设置第二连接体的高度以达到装置的安装高度的要求，还可以将第二连接体设置成多节，相邻节之间螺纹连接以便于安装时调节装置的安装高度，其中固定装置可以使用相互配合的法兰6，通过相互配合的法兰将该装置固定到油井平台上，并保证油井平台与第二连接体绝缘，一般可在油井平台上设置孔使得第二连接体穿过孔固定；作为另一种固定方式，参见图2，所述支撑装置上设置有相互配合的法兰6，所述法兰与所述支撑装置转动连接，一般可通过在法兰孔内设置轴承的方式实现，通过相互配合的法兰将该装置固定到油井平台上，并保证油井平台与法兰和支撑装置绝缘，该方式固定位置相对偏高，防雷化雷装置上端抗风效果好。

作为一种具体实施方式，所述电磁接受网1的网面孔为10㎜×10㎜的方形孔，这样，电磁接受网在旋转时，既能够保证风通过防止风阻过大影响电磁接受网旋转，同时能达到较佳的切割磁场的效果。

本申请中，上述化雷装置或者说是化雷系统装置可以使用现有的装置，化雷装置还可以设置为多组，已达到更好的转换和/或吸收电磁接受网转换的电荷能量。

作为一种具体实施方式，所述电磁接受网产生电晕电离子的最大电离电流30mA，保护角度最大84°，最大保护半径10H；其中，H为该油井平台用防雷化雷装置的高度，其高度高于油井平台的最高高度h。

本申请中，所述转动动力装置3可以使用现有的转动动力装置，比如风叶，本申请中优选以下结构：包括多只圆形碗状装置，多只所述圆形碗状装置轴向安装于所述支撑体上，用于在风力作用下给电磁接受网提供360°旋转的动力，其中，圆形碗状装置可以为3只，相邻的圆形碗状装置之间程120°设置，圆形碗状装置还可以为4只，相邻的圆形碗状装置之间程90°设置。

实施例2，实施例2与实施例1的原理相同，达到的防雷效果相同，不同之处在于转动动力装置直接与电磁接受网连接，具体的，该油井平台用防雷化雷装置包括：电磁接受网，用于切割大气中磁力线，同时在雷暴云产生时，在雷云电场的作用下，能够释放电晕电离子，其中所述电磁接受网优选为多个，沿下述不锈钢实心杆周向设置，一般的，电磁接受网为3个，相邻的电磁接受网之间程120°夹角设置；也可以是4个，相邻的电磁接受网之间程90°夹角设置；

支撑装置，用于支撑固定所述电磁接受网，并具有电荷的传导作用，也就是说，支撑装置用导体制作，优选为304不锈钢实心杆；

转动动力装置，用于驱动所述电磁接受网随风旋转；

化雷装置，用于将电磁接受网转换的电荷能量有效转换和/或吸收；

固定装置，用于将所述支撑装置固定于油井平台上；

所述转动动力装置与所述支撑装置转动连接，使得所述转动动力装置能够以所述支撑装置为中心相对支撑装置360°旋转；

所述电磁接受网与所述支撑装置转动连接，使得所述电磁接受网能够以所述支撑装置为中心相对支撑装置360°旋转；

所述转动动力装置与所述电磁接受网连接。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种油井平台用防雷化雷装置，其特征在于，包括：

电磁接受网(1)，用于切割大气中磁力线，同时在雷暴云产生时，在雷云电场的作用下能够释放电晕电离子；

支撑装置(2)，用于支撑固定所述电磁接受网，并具有电荷的传导作用；

转动动力装置(3)，用于驱动所述电磁接受网随风旋转；

化雷装置(5)，用于将电磁接受网转换的电荷能量有效转换和/或吸收；

固定装置，用于将所述支撑装置固定于油井平台上。

2.根据权利要求1所述的一种油井平台用防雷化雷装置，其特征在于，还包括：

联动装置(4)，与支撑装置和化雷装置连接，用于使得所述支撑装置能够相对于所述化雷装置旋转；

所述支撑装置与所述电磁接受网连接，所述转动动力装置与所述支撑装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种油井平台用防雷化雷装置，其特征在于，所述联动装置为旋转连接器，所述旋转连接器包括两个平面轴承(4-1)、轴承套(4-2)和轴(4-3)，两个所述平面轴安装于所述轴承套的两端，连个所述平面轴承与所述轴过盈配合；

所述支撑装置与所述轴通过联轴器固定连接，所述轴承套与所述化雷装置固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种油井平台用防雷化雷装置，其特征在于，

所述轴承套靠近所述化雷装置的一端固定有第一连接体(4-4)，所述化雷装置靠近所述轴承套的一端设置有第二连接体(5-1)，所述第一连接体和第二连接体螺纹连接或者牙接。

5.根据权利要求4所述的一种油井平台用防雷化雷装置，其特征在于，

所述第二连接体上设置有相互配合的法兰(6)。

6.根据权利要求1所述的一种油井平台用防雷化雷装置，其特征在于，

所述支撑装置(2)为304不锈钢实心杆，所述支撑装置上设置有相互配合的法兰(6)，所述法兰与所述支撑装置转动连接；

所述电磁接受网为多个，沿所述不锈钢实心杆周向设置。

7.根据权利要求1所述的一种油井平台用防雷化雷装置，其特征在于，所述电磁接受网(1)的网面孔为10㎜×10㎜的方形孔。

8.根据权利要求1所述的一种油井平台用防雷化雷装置，其特征在于，所述电磁接受网产生电晕电离子的最大电离电流30mA，保护角度最大84°，最大保护半径10H；

其中，H为该油井平台用防雷化雷装置的高度，其高度高于油井平台的最高高度h。

9.根据权利要求1所述的一种油井平台用防雷化雷装置，其特征在于，所述转动动力装置(3)包括多只圆形碗状装置，多只所述圆形碗状装置轴向安装于所述支撑体上，用于在风力作用下给电磁接受网提供360°旋转的动力。

10.根据权利要求1所述的一种油井平台用防雷化雷装置，其特征在于，

所述转动动力装置与所述支撑装置转动连接，使得所述转动动力装置能够以所述支撑装置为中心相对支撑装置360°旋转；

所述电磁接受网与所述支撑装置转动连接，使得所述电磁接受网能够以所述支撑装置为中心相对支撑装置360°旋转；

所述转动动力装置与所述电磁接受网连接。

Images