CN214543987U - 一种油气田仪表供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油气设备技术领域，涉及一种油气田仪表供电装置，包括固定安装于管道内部的涡轮，所述涡轮的叶片上镶嵌永磁铁；所述管道外部绕有线圈，所述线圈连接有整流及滤波电路，所述整流及滤波电路与蓄电装置连接。通过设置在管道内部的涡轮及涡轮叶片上设置的永磁铁，当管道内部有流体流过时，可带动涡轮旋转，涡轮转动的同时会产生一个交变磁场，永磁铁产生的交变磁场透过管道，根据电磁感应定律，管道外围的线圈会产生感应电动势，该感应电动势经过整流及滤波电路直接给蓄电装置充电，从而避免了现有测量装置需要外部提供能量的问题。

Description

一种油气田仪表供电装置

技术领域

本实用新型属于油气设备技术领域，涉及油气管路测量设备，具体涉及一种油气田仪表供电装置。

背景技术

目前，油气田测量流体流量广泛采用差压式流量计，采用太阳能板或者直接给电池充电。同时也有一种涡轮流量计，以动量矩守恒原理为基础，当流体冲击涡轮叶片，带动涡轮旋转，涡轮的转速和流体流量成正相关，最后从涡轮转速读出流量值。这种流量计采用的传感器直接将转子转动转换成电信号，放大整形后输出信号。这些测量方法都需要外部提供能量，不利于长时间测量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种油气田仪表供电装置，以克服现有测量装置需要外部提供能量，不利于长时间测量的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种油气田仪表供电装置，包括固定安装于管道内部的涡轮，所述涡轮的叶片上镶嵌永磁铁；所述管道外部绕有线圈，所述线圈连接有整流及滤波电路，所述整流及滤波电路与蓄电装置连接。

进一步，所述涡轮通过固定支架安装于管道内部。

进一步，所述固定支架包括分别设置于涡轮前、后端的导流锥，所述导流锥的中心安装有轴承，所述涡轮分别与位于其前、后端的导流锥中心的轴承连接。

进一步，所述涡轮的叶片数量为偶数。

进一步，每个所述叶片上设有多个用以固定永磁铁的安装槽，每个所述安装槽内嵌入一块永磁铁。

进一步，每个所述叶片上多个永磁铁的磁极方向相同，相邻叶片上永磁铁的磁极方向相反。

进一步，所述线圈包括两组串联/并联连接的线圈。

进一步，所述线圈圈数与涡轮的叶片数量相同，且均匀布设于管道的外部。

进一步，所述涡轮和管道的材料均采用不导电不导磁材料制成。

进一步，所述永磁铁选用磁性能优异的钕铁硼磁铁。

与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案包括以下有益效果：通过设置在管道内部的涡轮及涡轮叶片上设置的永磁铁，当管道内部有流体流过时，可带动涡轮旋转，涡轮转动的同时会产生一个交变磁场，永磁铁产生的交变磁场透过管道，根据电磁感应定律，管道外围的线圈会产生感应电动势，该感应电动势经过整流及滤波电路直接给蓄电装置充电，从而避免了现有测量装置需要外部提供能量的问题。

此外，每个所述叶片上多个永磁铁的磁极方向相同，相邻叶片上永磁铁的磁极方向相反，以提高磁场强度；所述涡轮和管道的材料均采用不导电不导磁材料制成，以避免涡流损耗及对磁场方向的影响。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种油气田仪表供电装置的结构示意图；

图2为本实用新型提供的供电线路展开图；

图3为本实用新型提供的永磁铁的磁场分布图；

图4为本实用新型提供的油气田仪表供电装置的原理图。

其中：1、管道；2、涡轮；3、永磁铁；4、整流及滤波电路；5、导流锥；6、线圈；7、蓄电装置。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例

参见图1所示，本实用新型提供了一种油气田仪表供电装置，其原理图参见图4。该供电装置，包括固定安装于管道1内部的涡轮2，涡轮2的叶片上镶嵌永磁铁3；管道1外部绕有线圈6，线圈6连接有整流及滤波电路4，整流及滤波电路4与蓄电装置7连接。

进一步，涡轮2通过固定支架安装于管道1内部。

进一步，固定支架包括分别设置于涡轮2前、后端的导流锥5，导流锥5的中心安装有轴承，涡轮2分别与位于其前、后端的导流锥5中心的轴承连接。

作为本实用新型可选或优选的一种实施方式，涡轮2的叶片数量为偶数。

进一步，每个叶片上设有多个用以固定永磁铁3的安装槽，每个安装槽内嵌入一块永磁铁3，采用嵌入式的安装方式能够避免永磁铁3在随涡轮2转子转动时脱落。

进一步，结合图3所示，每个叶片上多个永磁铁3的磁极方向相同，相邻叶片上永磁铁3的磁极方向相反，以提高磁场强度。

进一步，线圈6包括两组串联/并联连接的线圈6；通过两组线圈6串联(其展开图参见图2)，可以增大每根线圈6的感应电动势。

此外，通过多根导线重叠即增加线圈6匝数可增大电路中的电流，但是这样会增大涡轮2的负载，减小涡轮2转速，所产生的感应电动势会减小。当线圈6匝数一定时，流体流量的大小决定了涡轮2的转速，从而影响电路中的电压和电流大小，流体流速越快，电压和电流越高。涡轮2转速增加的同时，其负载也跟着增加，其负载最终和流体流量趋于稳定。可以认为，流体的流量大小决定了涡轮2所能产生的能量，涡轮2的能量与电路的功率相关；流体流量越大，电路功率也就越大。因此，流体流量和电路电压或者电流的大小成正相关，用户可以通过测试电路中电压或者电流的大小检测流体流量。

进一步，线圈6圈数与涡轮2的叶片数量相同，且均匀布设于管道1的外部，管道1外部缠绕的线圈6与永磁铁3的磁感线方向垂直，以保证交变磁场运动时线圈6切割磁感线产生感应电动势；同时，当一处横向布置的导线切割的磁感线为正向时，正好实现其前后两根导线切割的磁感线为负向，由于线路的回折能够保证产生相同方向的电动势，该电动势会随着涡轮2旋转不断交变，最后通过整流滤波电路向蓄电池供电。

进一步，涡轮2和管道1的材料均采用不导电不导磁材料制成，以避免涡流损耗和对磁场方向的影响。

进一步，为了获得更高的磁场强度，永磁铁3选用磁性能优异的钕铁硼磁铁。

综上，本实用新型提供的这种油气田仪表供电装置，其具体的工作原理如下：在管道1外部绕有线圈6，通过设置在管道1内部的涡轮2及涡轮2叶片上设置的永磁铁3，当管道1内部有流体流过时，可带动涡轮2旋转，涡轮2旋转的同时会产生一个交变磁场，永磁铁3产生的交变磁场透过管道1，根据电磁感应定律，管道1外围的线圈6会产生感应电动势，该感应电动势经过整流及滤波电路4直接给蓄电装置7充电，从而避免了现有测量装置需要外部提供能量的问题。

以上仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种油气田仪表供电装置，其特征在于，包括固定安装于管道(1)内部的涡轮(2)，所述涡轮(2)的叶片上镶嵌永磁铁(3)；所述管道(1)外部绕有线圈(6)，所述线圈(6)连接有整流及滤波电路(4)，所述整流及滤波电路(4)与蓄电装置(7)连接。

2.根据权利要求1所述的油气田仪表供电装置，其特征在于，所述涡轮(2)通过固定支架安装于管道(1)内部。

3.根据权利要求2所述的油气田仪表供电装置，其特征在于，所述固定支架包括分别设置于涡轮(2)前、后端的导流锥(5)，所述导流锥(5)的中心安装有轴承，所述涡轮(2)分别与位于其前、后端的导流锥(5)中心的轴承连接。

4.根据权利要求1所述的油气田仪表供电装置，其特征在于，所述涡轮(2)的叶片数量为偶数。

5.根据权利要求4所述的油气田仪表供电装置，其特征在于，每个所述叶片上设有多个用以固定永磁铁(3)的安装槽，每个所述安装槽内嵌入一块永磁铁(3)。

6.根据权利要求5所述的油气田仪表供电装置，其特征在于，每个所述叶片上多个永磁铁(3)的磁极方向相同，相邻叶片上永磁铁(3)的磁极方向相反。

7.根据权利要求1所述的油气田仪表供电装置，其特征在于，所述线圈(6)包括两组串联/并联连接的线圈(6)。

8.根据权利要求1所述的油气田仪表供电装置，其特征在于，所述线圈(6)圈数与涡轮(2)的叶片数量相同，且均匀布设于管道(1)的外部。

9.根据权利要求1-8任一项所述的油气田仪表供电装置，其特征在于，所述涡轮(2)和管道(1)的材料均采用不导电不导磁材料制成。

10.根据权利要求1-8任一项所述的油气田仪表供电装置，其特征在于，所述永磁铁(3)选用钕铁硼磁铁。

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