CN210599264U - 一种井下涡轮发电机 - Google Patents
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Abstract
一种井下涡轮发电机，涉及发电机技术领域，包括原动力组件、发电组件和整流组件；所述原动力组件包括上固定座、转动设置在所述上固定座外部的磁缸，以及固定在所述磁缸上的涡轮；所述发电组件包括第一外壳、下固定座、设于所述第一外壳内的定子和转子，所述第一外壳的上端与所述上固定座密封连接，所述第一外壳的下端与所述下固定座密封连接，所述转子的上端设有磁芯，所述磁芯与所述磁缸磁力耦合进行传动，使所述涡轮带动所述转子转动进行发电；所述整流组件连接于所述下固定座上，并与所述发电组件电连接以进行整流。本实用新型的井下涡轮发电机，可满足大功率发电要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电机技术领域，具体涉及一种井下涡轮发电机。
背景技术
随钻地层测试器工具要实现地层测压、取样功能，需要有大功率电能供电模块为随钻地层测试器的推靠座封测压模块、PVT取样模块、流体识别与泵抽模块、出口控制模块等提供电源。一些井下仪器发电机，功率较小，不能满足随钻地层测试器井下作业需求，并且结构复杂，维护不便。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供一种井下涡轮发电机，包括原动力组件、发电组件和整流组件；所述原动力组件包括上固定座、转动设置在所述上固定座外部的磁缸，以及固定在所述磁缸上的涡轮；所述发电组件包括第一外壳、下固定座、设于所述第一外壳内的定子和转子，所述第一外壳的上端与所述上固定座密封连接，所述第一外壳的下端与所述下固定座密封连接，所述转子的上端设有磁芯，所述磁芯与所述磁缸磁力耦合进行传动，使所述涡轮带动所述转子转动进行发电；所述整流组件连接于所述下固定座上，并与所述发电组件电连接以进行整流。
有益效果：
本实用新型实施例的井下涡轮发电机，利用钻井泥浆的液压动力驱动涡轮转动，通过磁缸与磁芯的磁力耦合进行传动，使涡轮转动并带动发电机转子转动，从而进行发电。可通过设计涡轮的叶片形状，最大程度利用钻井泥浆的液压能，满足大功率发电要求。
附图说明
附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
图1为本实用新型一实施例的井下涡轮发电机的整体结构图；
图2为图1的井下涡轮发电机的上部结构图；
图3为图1的井下涡轮发电机的下部结构图；
附图标记为：1、上连接座，2、导轮，3、固定套，4、第一轴承，5、涡轮，6、磁缸，7、第二轴承座，8、第三轴承，9、第三轴承座，10、第一外壳，11、第四轴承座，12、下固定座，13、电路骨架，14、第二外壳，15、下连接头，16、下过线杆，17、电路板，18、第四轴承，19、转子，20、定子，21、轴承顶环，22、上固定座，23、第二轴承，24、磁芯，25、第一轴承座，26、上过线杆，27、上连接头。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。
如图1-图3所示，本实施例提供一种井下涡轮发电机，包括原动力组件、发电组件和整流组件；所述原动力组件包括上固定座22、转动设置在所述上固定座22外部的磁缸6，以及固定在所述磁缸6上的涡轮5；所述发电组件包括第一外壳10、下固定座12、设于所述第一外壳10内的定子20和转子19，所述第一外壳10的上端与所述上固定座22密封连接，所述第一外壳10的下端与所述下固定座12密封连接，所述转子19的上端设有磁芯24，所述磁芯24与所述磁缸6磁力耦合进行传动，使所述涡轮5带动所述转子19转动进行发电；所述整流组件连接于所述下固定座12上，并与所述发电组件电连接以进行整流。
本实施例的井下涡轮发电机，利用钻井泥浆的液压动力驱动涡轮5转动，通过磁缸6与磁芯24的磁力耦合进行传动，使涡轮5转动并带动发电机转子19转动，从而进行发电。可通过设计涡轮5的叶片形状，最大程度利用钻井泥浆的液压能，满足大功率发电要求。
本实施例中，原动力组件将钻井泥浆的液压动力通过涡轮5转化为旋转机械能，并带动转子19转动。发电组件通过转子19和定子20配合利用转子19转动切割磁感线原理发电。整流组件将发电组件产生的交流电通过AC-DC电路将交流电整流成直流电，通过DC-DC电路将直流电整理，形成稳定的电压电源，输出到仪器各功能单元，为仪器提供稳定、可靠的直流电源。
本实施例中，所述磁缸6可以为环套结构，其固定在涡轮5的中心孔内。所述磁缸6的两端可以分别通过第一轴承4和第二轴承23转动设置在所述上固定座22的外壁上。第一轴承4和第二轴承23可以均采用滑动轴承，上固定座22的外壁上设有分别与所述第一轴承4和第二轴承23配合的第一轴承座25和第二轴承座7。
所述原动力组件还可以包括导轮2和固定套3，所述导轮2固定于所述上固定座22的外部，所述固定套3设于所述导轮2和所述涡轮5的外部并固定在所述导轮2上。其中，所述导轮2用于对高压的钻井泥浆的流向和流速进行调整后，使其冲击到涡轮5的叶片上并驱动涡轮5转动，有效利用钻井泥浆的液压能，提高发电功率。固定套3可对流经其内部的钻井泥浆起到一定的导流作用。涡轮5、导轮2可采用流体动力学仿真，其叶片设计成卷曲面结构，可最大程度利用泥浆的液压能，提高发电功率，本实施例的发电机可产生高达600w的功率。
本实施例的发电机还可以包括上连接座1，所述上连接座1固定在所述上固定座22上端的外部，所述上连接座1用于与上部待连接件机械连接和电连接，所述导轮2固定在所述上连接座1上。其中，上连接座1可为套状结构，导轮2的中心孔固定在上连接座1外壁上，导轮2的叶片边缘固定在固定套3的内壁上。所述第一轴承4的端部可以抵接在所述上连接座1的下端。上连接座1上端的内部设有上连接头27，用于与机械连接在上连接座1上的上部待连接件电连接。上过线杆26的上端可以延伸至所述上连接头27处，上过线杆26内部的电缆线将上连接头27和整流组件的电路模块电连接，通过上连接头27向上部待连接件供电。
所述上固定座22的内部贯穿其轴向设有通道，上固定座22的下端与所述第一外壳10的上端螺纹连接并采用密封圈密封，第一外壳10的下端与下固定座12螺纹连接并采用密封圈密封。
所述定子20可以固定在所述第一外壳10的内壁上，所述转子19的两端分别通过第三轴承8和第四轴承18转动设置在所述第一外壳10的内壁上。其中，所述定子20为环套状，其外壁固定在第一外壳10的内壁上。转子19为杆状并沿第一外壳10的轴向设置，定子20与转子19配合利用转子19转动切割磁感线原理发电，产生交流电。第三轴承8和第四轴承18可以均采用滚动轴承，第一外壳10的内壁上设有用于安装第三轴承8的第三轴承座9和用于安装第四轴承18的第四轴承座11。第三轴承座9可以靠近上固定座22的下端设置，可在上固定座22的下端内壁上设置轴承顶环21以对第三轴承8的端面进行轴向限位。第四轴承座11可以靠近第一外壳10的下端设置。
本实施例的发电机还可以包括上过线杆26，所述上固定座22设于所述上过线杆26外部；所述整流组件包括第二外壳14和设于所述第二外壳14内并与所述发电组件电连接的电路模块；所述第二外壳14密封连接在所述下固定座12上，所述上过线杆26从所述转子19中穿过并延伸至所述下固定座12或所述第二外壳14内。其中，整流组件采用封装结构，便于本实施例的发电机整体拆卸、组装。
所述下固定座12可为套状结构，第二外壳14的上端与下固定座12螺纹连接并采用密封圈密封。所述上过线杆26整体为杆状，内部贯穿其轴向设有用于容置电缆线的过线通道，起到保护电缆线的作用。上过线杆26可以穿越上固定座22和转子19(转子19内部贯穿其轴向设有通道)并到达所述下固定座12或所述第二外壳14内，用于使其内部的电缆线可以与整流组件内的电路模块电连接。电路模块可以包括设置在第二外壳14内的电路骨架13和电路板17。
本实施例的发电机还可以包括下过线杆16和设于所述第二外壳14下端内部的下连接头15，所述下过线杆16设于所述第二外壳14内并延伸至所述下连接头15处，所述下连接头15用于与机械连接在所述第二外壳14下端的下部待连接件电连接。其中，下过线杆16内设有用于容置电缆线的过线通道，其内部的电缆线可将整流组件内的电路模块与所述下连接头15电连接，通过下连接头15向下部待连接件供电。
本实施例的发电机可安装于随钻地层测试器钻铤外壳中，可为随钻地层测试器的各功能模块供电，并且可缩短仪器长度尺寸，结构紧凑，稳定性、可靠性高，安装、维护便捷。
在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
Claims (7)
1.一种井下涡轮发电机，其特征在于：包括原动力组件、发电组件和整流组件；
所述原动力组件包括上固定座、转动设置在所述上固定座外部的磁缸，以及固定在所述磁缸上的涡轮；
所述发电组件包括第一外壳、下固定座、设于所述第一外壳内的定子和转子，所述第一外壳的上端与所述上固定座密封连接，所述第一外壳的下端与所述下固定座密封连接，所述转子的上端设有磁芯，所述磁芯与所述磁缸磁力耦合进行传动，使所述涡轮带动所述转子转动进行发电；
所述整流组件连接于所述下固定座上，并与所述发电组件电连接以进行整流。
2.如权利要求1所述的井下涡轮发电机，其特征在于：还包括上过线杆，所述上固定座设于所述上过线杆外部；
所述整流组件包括第二外壳和设于所述第二外壳内并与所述发电组件电连接的电路模块；
所述第二外壳密封连接在所述下固定座上，所述下固定座为套状结构，所述上过线杆从所述转子中穿过并延伸至所述下固定座或所述第二外壳内。
3.如权利要求2所述的井下涡轮发电机，其特征在于：还包括下过线杆和设于所述第二外壳下端内部的下连接头，所述下过线杆设于所述第二外壳内并延伸至所述下连接头处，所述下连接头用于与机械连接在所述第二外壳下端的下部待连接件电连接。
4.如权利要求1所述的井下涡轮发电机，其特征在于：所述原动力组件还包括导轮和固定套，所述导轮固定于所述上固定座的外部，所述固定套设于所述导轮和所述涡轮的外部并固定在所述导轮上。
5.如权利要求4所述的井下涡轮发电机，其特征在于：还包括上连接座，所述上连接座固定在所述上固定座上端的外部，所述上连接座用于与上部待连接件机械连接和电连接，所述导轮固定在所述上连接座上。
6.如权利要求5所述的井下涡轮发电机，其特征在于：所述磁缸的两端分别通过第一轴承和第二轴承转动设置在所述上固定座上，所述第一轴承的端部抵接在所述上连接座上。
7.如权利要求1所述的井下涡轮发电机，其特征在于：所述定子固定在所述第一外壳的内壁上，所述转子的两端分别通过第三轴承和第四轴承转动设置在所述第一外壳的内壁上。
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| CN201921115562.5U CN210599264U (zh) | 2019-07-16 | 2019-07-16 | 一种井下涡轮发电机 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113328602A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-31 | 四川天源宏创科技有限公司 | 一种井下工具用大功率泥浆发电机 |
-
2019
- 2019-07-16 CN CN201921115562.5U patent/CN210599264U/zh active Active
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