CN202473580U

CN202473580U - 电磁耦合器

Info

Publication number: CN202473580U
Application number: CN2012200967726U
Authority: CN
Inventors: 艾才云; 方银昌
Original assignee: CNPC Xibu Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: CNPC Xibu Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2022-03-15

Abstract

本实用新型涉及石油钻井井下电能传输装置技术领域，是一种电磁耦合器，其包括耦合原边、耦合副边、原边线圈和副边线圈；耦合原边的内部有能够固定安装芯轴的芯轴孔，耦合原边的外部有原线圈安装槽并固定安装有原边线圈，耦合副边套装在耦合原边外部，对应原边线圈位置的耦合副边内腔壁上有副线圈安装槽并固定安装有副边线圈；原边线圈通过电缆与电源端子电连接在一起，副边线圈通过电缆与负载电路的输入端子电连接在一起。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过通电的原边线圈相对外部副边线圈转动，使副边线圈内产生感应电流，在静动部件之间实现电能无接触传输，具有不受导电介质侵入影响、使用寿命长、安全可靠的特点。

Description

电磁耦合器

技术领域

本实用新型涉及石油钻井井下电能传输装置技术领域，是一种电磁耦合器。

背景技术

目前石油钻井行业井下垂直钻井系统为了将芯轴内的电流引导出来的常规解决办法是采用导电滑环结构，但这种结构存在一个致命的缺点，即导电滑环对密封环境要求高，一旦进入导电介质就会使工具失效，影响钻进效率，而垂直钻井工具多用于泥浆环境，泥浆中存在导电的钻屑、化学物质等等，很容易造成导电滑环失效，从而导致频繁起下钻更换零部件，影响垂直钻井工具的工作效率。

发明内容

本实用新型提供了一种电磁耦合器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有导电滑环式电能传输装置存在的易因导电介质进入而失效、使用寿命较短、可靠性差的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种电磁耦合器，包括耦合原边、耦合副边、原边线圈和副边线圈；耦合原边的内部有能够固定安装芯轴的芯轴孔，耦合原边的外部有原线圈安装槽并固定安装有原边线圈，能够固定安装在垂直钻井工具内腔壁上的耦合副边套装在耦合原边外部，对应原边线圈位置的耦合副边内腔壁上有副线圈安装槽并固定安装有副边线圈；原边线圈通过电缆与电源端子电连接在一起，副边线圈通过电缆与负载电路的输入端子电连接在一起。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述耦合原边可包括原边钢体和原边磁芯，芯轴孔位于原边钢体的内部，原边钢体的外侧有原磁芯固定槽并固定安装有原边磁芯，原边磁芯的外侧面上有原线圈安装槽并固定有原边线圈；耦合副边包括副边钢体和副边磁芯，副边钢体的内腔壁上有副磁芯固定槽并固定安装有副边磁芯，副边磁芯的内腔壁上有副线圈安装槽并固定有副边线圈。

上述原边磁芯可包括原磁芯环套、原磁芯左环台和原磁芯右环台；原磁芯左环台位于原磁芯环套左部外侧并与原磁芯环套连为一体，原磁芯右环台位于原磁芯环套右部外侧并与原磁芯环套连为一体，原磁芯左环台右侧面、原磁芯环套外侧面和原磁芯右环台左侧面形成原线圈安装槽；原磁芯固定槽为截面呈矩形的环状凹槽，原磁芯环套的内壁位于原磁芯固定槽的槽底部，原磁芯左环台的左侧面压紧在原磁芯固定槽的左侧面上，原磁芯右环台的右侧面压紧在原磁芯固定槽的右侧面上。

上述副边磁芯可包括副磁芯环套、副磁芯左环台和副磁芯右环台；副磁芯左环台位于副磁芯环套左部内壁上并与副磁芯环套连为一体，副磁芯右环台位于副磁芯环套右部内壁上并与副磁芯环套连为一体，副磁芯左环台右侧面、副磁芯环套内壁和副磁芯右环台左侧面形成副线圈安装槽；副磁芯固定槽为截面呈矩形的环状凹槽，副磁芯环套的外侧面位于副磁芯固定槽的槽底部，副磁芯左环台的左侧面压紧在副磁芯固定槽的左侧面上，副磁芯右环台的右侧面压紧在副磁芯固定槽的右侧面上。

上述原边钢体和副边钢体分别可为无磁不锈钢原边钢体和无磁不锈钢副边钢体。

上述原边磁芯和副边磁芯分别可为铁氧体原边磁芯和铁氧体副边磁芯。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过通电的原边线圈相对外部副边线圈转动，使副边线圈内产生感应电流，在静动部件之间实现电能无接触传输，具有不受导电介质侵入影响、使用寿命长、安全可靠的特点。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为原边线圈，2为副边线圈，3为原线圈安装槽，4为副线圈安装槽，5为原边钢体，6为原边磁芯，7为原磁芯固定槽，8为副边钢体，9为副边磁芯，10为副磁芯固定槽，11为原磁芯左环台，12为原磁芯右环台，13为副磁芯左环台，14为副磁芯右环台。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该电磁耦合器包括耦合原边、耦合副边、原边线圈1和副边线圈2；耦合原边的内部有能够固定安装芯轴的芯轴孔，耦合原边的外部有原线圈安装槽3并固定安装有原边线圈1，能够固定安装在垂直钻井工具内腔壁上的耦合副边套装在耦合原边外部，对应原边线圈1位置的耦合副边内腔壁上有副线圈安装槽4并固定安装有副边线圈2；原边线圈1通过电缆与电源端子电连接在一起，副边线圈2通过电缆与负载电路的输入端子电连接在一起。使用时耦合副边固定安装在静止的部件上，耦合原边固定安装在旋转的芯轴上，使运动部件完全隔离，实现了井下工具的静动部件之间的电能无接触传输；在原边线圈1内接入交变电流，在副边线圈2中将会因电磁感应原理产生交流电，通过整流可以给后续负载电路中的仪器提供电能，由于是通过电磁转换传输电能，因此可用于导电流体中，在导电介质侵入的状况下也不会影响其使用性能，由于耦合原边和耦合副边实际没有接触，因此使用寿命较长，不会产生磨损。

可根据实际需要，对上述电磁耦合器作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，耦合原边包括原边钢体5和原边磁芯6，芯轴孔位于原边钢体5的内部，原边钢体5的外侧有原磁芯固定槽7并固定安装有原边磁芯6，原边磁芯6的外侧面上有原线圈安装槽3并固定有原边线圈1；耦合副边包括副边钢体8和副边磁芯9，副边钢体8的内腔壁上有副磁芯固定槽10并固定安装有副边磁芯9，副边磁芯9的内腔壁上有副线圈安装槽4并固定有副边线圈2。原边磁芯6和副边磁芯9用于导磁，原边钢体5和副边钢体8用于支承，副边线圈2最好灌封在副边磁芯9上。

如附图1所示，原边磁芯6包括原磁芯环套、原磁芯左环台11和原磁芯右环台12；原磁芯左环台11位于原磁芯环套左部外侧并与原磁芯环套连为一体，原磁芯右环台12位于原磁芯环套右部外侧并与原磁芯环套连为一体，原磁芯左环台11右侧面、原磁芯环套外侧面和原磁芯右环台12左侧面形成原线圈安装槽3；原磁芯固定槽7为截面呈矩形的环状凹槽，原磁芯环套的内壁位于原磁芯固定槽7的槽底部，原磁芯左环台11的左侧面压紧在原磁芯固定槽7的左侧面上，原磁芯右环台12的右侧面压紧在原磁芯固定槽7的右侧面上。

如附图1所示，副边磁芯9包括副磁芯环套、副磁芯左环台13和副磁芯右环台14；副磁芯左环台13位于副磁芯环套左部内壁上并与副磁芯环套连为一体，副磁芯右环台14位于副磁芯环套右部内壁上并与副磁芯环套连为一体，副磁芯左环台13右侧面、副磁芯环套内壁和副磁芯右环台14左侧面形成副线圈安装槽4；副磁芯固定槽10为截面呈矩形的环状凹槽，副磁芯环套的外侧面位于副磁芯固定槽10的槽底部，副磁芯左环台13的左侧面压紧在副磁芯固定槽10的左侧面上，副磁芯右环台14的右侧面压紧在副磁芯固定槽10的右侧面上。

如附图1所示，原边钢体5和副边钢体8分别为无磁不锈钢原边钢体和无磁不锈钢副边钢体。

如附图1所示，原边磁芯6和副边磁芯9分别为铁氧体原边磁芯和铁氧体副边磁芯。铁氧体磁芯具有优良的导磁性能，能够大大提高电磁转换的效率。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的使用过程：首先，给原边线圈1输入交变电流，将产生交变磁场，该交变磁场通过原边磁芯6和副边磁芯9形成回路，同时在副边线圈2中产生交流电，接着，此交流电通过电缆接入负载电路，经过整流能够给后续仪器提供电能，解决了井下工具遇到的电能静动之间的无接触传输问题。

Claims

1.一种电磁耦合器，其特征在于包括耦合原边、耦合副边、原边线圈和副边线圈；耦合原边的内部有能够固定安装芯轴的芯轴孔，耦合原边的外部有原线圈安装槽并固定安装有原边线圈，能够固定安装在垂直钻井工具内腔壁上的耦合副边套装在耦合原边外部，对应原边线圈位置的耦合副边内腔壁上有副线圈安装槽并固定安装有副边线圈；原边线圈通过电缆与电源端子电连接在一起，副边线圈通过电缆与负载电路的输入端子电连接在一起。

2.根据权利要求1所述的电磁耦合器，其特征在于耦合原边包括原边钢体和原边磁芯，芯轴孔位于原边钢体的内部，原边钢体的外侧有原磁芯固定槽并固定安装有原边磁芯，原边磁芯的外侧面上有原线圈安装槽并固定有原边线圈；耦合副边包括副边钢体和副边磁芯，副边钢体的内腔壁上有副磁芯固定槽并固定安装有副边磁芯，副边磁芯的内腔壁上有副线圈安装槽并固定有副边线圈。

3.根据权利要求2所述的电磁耦合器，其特征在于原边磁芯包括原磁芯环套、原磁芯左环台和原磁芯右环台；原磁芯左环台位于原磁芯环套左部外侧并与原磁芯环套连为一体，原磁芯右环台位于原磁芯环套右部外侧并与原磁芯环套连为一体，原磁芯左环台右侧面、原磁芯环套外侧面和原磁芯右环台左侧面形成原线圈安装槽；原磁芯固定槽为截面呈矩形的环状凹槽，原磁芯环套的内壁位于原磁芯固定槽的槽底部，原磁芯左环台的左侧面压紧在原磁芯固定槽的左侧面上，原磁芯右环台的右侧面压紧在原磁芯固定槽的右侧面上。

4.根据权利要求2所述的电磁耦合器，其特征在于副边磁芯包括副磁芯环套、副磁芯左环台和副磁芯右环台；副磁芯左环台位于副磁芯环套左部内壁上并与副磁芯环套连为一体，副磁芯右环台位于副磁芯环套右部内壁上并与副磁芯环套连为一体，副磁芯左环台右侧面、副磁芯环套内壁和副磁芯右环台左侧面形成副线圈安装槽；副磁芯固定槽为截面呈矩形的环状凹槽，副磁芯环套的外侧面位于副磁芯固定槽的槽底部，副磁芯左环台的左侧面压紧在副磁芯固定槽的左侧面上，副磁芯右环台的右侧面压紧在副磁芯固定槽的右侧面上。

5.根据权利要求3所述的电磁耦合器，其特征在于副边磁芯包括副磁芯环套、副磁芯左环台和副磁芯右环台；副磁芯左环台位于副磁芯环套左部内壁上并与副磁芯环套连为一体，副磁芯右环台位于副磁芯环套右部内壁上并与副磁芯环套连为一体，副磁芯左环台右侧面、副磁芯环套内壁和副磁芯右环台左侧面形成副线圈安装槽；副磁芯固定槽为截面呈矩形的环状凹槽，副磁芯环套的外侧面位于副磁芯固定槽的槽底部，副磁芯左环台的左侧面压紧在副磁芯固定槽的左侧面上，副磁芯右环台的右侧面压紧在副磁芯固定槽的右侧面上。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的电磁耦合器，其特征在于原边钢体和副边钢体分别为无磁不锈钢原边钢体和无磁不锈钢副边钢体。

7.根据权利要求2或3或4或5所述的电磁耦合器，其特征在于原边磁芯和副边磁芯分别为铁氧体原边磁芯和铁氧体副边磁芯。

8.根据权利要求6所述的电磁耦合器，其特征在于原边磁芯和副边磁芯分别为铁氧体原边磁芯和铁氧体副边磁芯。