RU108895U1 - Электромеханический преобразователь для акустического канала связи - Google Patents
Электромеханический преобразователь для акустического канала связи Download PDFInfo
- Publication number
- RU108895U1 RU108895U1 RU2011122611/28U RU2011122611U RU108895U1 RU 108895 U1 RU108895 U1 RU 108895U1 RU 2011122611/28 U RU2011122611/28 U RU 2011122611/28U RU 2011122611 U RU2011122611 U RU 2011122611U RU 108895 U1 RU108895 U1 RU 108895U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transducer
- acoustic
- converter
- current generator
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Электромеханический преобразователь для акустического канала связи, включающий кожух, снабженный верхней и нижней муфтами для крепления преобразователя к колонне труб, внутри которого установлен преобразователь электрических сигналов в акустические колебания, а также генератор переменного электрического тока, соединенный по выходу с входом преобразователя энергии электрических сигналов в энергию электромагнитных волн, отличающийся тем, что преобразователь электрических сигналов в акустические колебания выполнен в виде электродинамического преобразователя и содержит массивный пустотелый цилиндр с электрической обмоткой, подвешенный соосно на кольцевой пружине к верхней муфте и образующий вместе с ней механическую колебательную систему с направлением колебаний вдоль их оси, электрическая обмотка цилиндра установлена в радиальном магнитном поле воздушного зазора магнитной системы, образованной постоянным магнитом и его магнитопроводами, и соединена с выходом генератора переменного электрического тока, частота которого выбрана равной или кратной резонансной частоте колебаний механической колебательной системы.
Description
Полезная модель относится к области геофизики, конкретно к электромеханическим преобразователям для акустического канала связи, используемого для передачи телеметрической информации по колонне насосно-компрессорных труб, применяемых на добывающих скважинах нефтяных и газовых месторождений.
Известны преобразователи (1÷8) для акустического канала связи, использующие пьезоэлектрические шайбы для преобразования энергии электрических сигналов в энергию акустических волн.
Наиболее близким из известных к заявленному преобразователю относится преобразователь (7), включающий кожух, снабженный верхней и нижней муфтами для крепления преобразователя к колонне насосно-компрессорных труб, внутри кожуха установлен преобразователь электрических сигналов в акустические колебания, а также генератор переменного электрического тока, соединенный по выходу с входом преобразователя электрических сигналов в акустические колебания. При этом преобразователь электрических сигналов в акустические колебания выполнен в виде пьезоэлектрического преобразователя.
Недостатком известного преобразователя является относительно невысокая эффективность передачи телеметрической информации по колонне насосно-компрессорных труб, связанная с недостаточным КПД и мощностью пьезоэлектрического преобразователя.
Задачей изобретения является повышение эффективности передачи телеметрической информации по колонне насосно-компрессорных труб.
Техническим результатом - повышение КПД преобразователя на основе резонансного электродинамического преобразования электрических сигналов в акустический сигнал вместо пьезопреобразования.
Достижение заявленного технического результата и, как следствие, решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что электромеханический преобразователь, включающий кожух, снабженный верхней и нижней муфтами для крепления преобразователя к колонне труб, внутри кожуха установлен преобразователь электрических сигналов в акустические колебания, а также генератор переменного электрического тока, соединенный по выходу с входом преобразователя электрических сигналов в акустические колебания, согласно полезной модели преобразователь электрических сигналов в акустические колебания выполнен в виде электродинамического преобразователя и содержит массивный пустотелый цилиндр с электрической обмоткой, подвешенный соосно с кожухом на кольцевой пружине к верхней муфте и образующий вместе с ней механическую колебательную систему вдоль их оси, электрическая обмотка цилиндра установлена в радиальном магнитном поле воздушного зазора магнитной системы, образованной постоянным магнитом и его магнитопроводами, и соединена с выходом генератора переменного электрического тока, частота которого выбрана равной или кратной резонансной частоте колебаний механической колебательной системы.
Выполнение преобразователя электрических сигналов в акустические колебания в виде электродинамического преобразователя, а также выбор частоты генератора равной или кратной частоте колебаний механической колебательной системы позволяет повысить КПД электромеханического преобразователя акустического канала связи.
На рисунке представлен продольный разрез электромеханического преобразователя электрических сигналов в акустические колебания.
Электромеханический преобразователь для акустического канала связи относится к механизмам для возбуждения акустических колебаний в твердых средах, предназначен для генерации продольных волн в трубопроводах и может быть использован в целях передачи телеметрической информации по колонне насосно-компрессорных труб, применяемых на добывающих скважинах нефтяных и газовых месторождений. Он включает в себя кожух 1, снабженный верхней 2 и нижней 3 муфтами для крепления преобразователя к колонне труб 4. Внутри кожуха 1 установлен преобразователь 5 электрических сигналов в акустические колебания, а также генератор 6 переменного электрического тока, соединенный по выходу с входом преобразователя 5 электрических сигналов в акустические колебания. Преобразователь 5 электрических сигналов в акустические колебания выполнен в виде электродинамического преобразователя и содержит массивный пустотелый цилиндр 7 с электрической обмоткой 8, подвешенный соосно с кожухом на кольцевой пружине 9 к верхней муфте 2. Цилиндр 7 и кольцевая пружина 9 образуют совместно механическую колебательную систему с направлением колебаний вдоль их оси и трубы 4. Электрическая обмотка 8 цилиндра 7 установлена в радиальном магнитном поле воздушного зазора магнитной системы. Магнитная система включает в себя постоянный магнит 10 и его магнитопроводы 11 и 12. Поляризация магнита 10 осевая. Обмотка 8 цилиндра 7 соединена проводником 13 с выходом генератора 6 переменного электрического тока. Частота генератора 6 выбрана равной или кратной резонансной частоте колебаний механической колебательной системы, образованной цилиндром 7 и упругой кольцевой пружиной 9. Кожух 1 защищает преобразователь от внешних воздействий.
Электромеханический преобразователь для акустического канала связи работает следующим образом. Перед началом работы опытным путем с использованием стендового генератора электрического тока переменной частоты определяют резонансную частоту колебательной системы, образованной цилиндром 7 и упругой кольцевой пружиной 9. Затем устанавливают частоту генератора 6 равной или кратной резонансной частоте колебаний механической колебательной системы. Протекающий по обмотке 8 переменный ток, взаимодействующий с магнитным полем магнита 10, приводит к появлению переменной по направлению силы Лоренца, приложенной к цилиндру 7 через жестко закрепленную на нем обмотку 8. Под действием переменной силы Лоренца цилиндр 7 совершает колебания вдоль трубы 4 в вертикальном направлении, эти колебания через пружину 9 передаются муфте 2, что приводит к возбуждению продольных колебаний в трубе 4, на которой она закреплена. При этом энергия электрического генератора 6 эффективно преобразуется в акустические колебания трубы 4.
Полезная модель разработана на уровне технического предложения и опытного образца. Испытания опытного образца показали, что КПД предложенного преобразователя на колоннах труб не менее чем на 30% превышает КПД известного преобразователя.
Источники информации:
1. Акустические каналы связи забойных телеметрических систем. Геофизика. 2000. №1. Тверь, ЕАГО, с.43-48.
2. Патент США №5222049, НКИ 367/82, МПК G01V 1/40, June 22, 1993, Electromechanical transducer for acoustic telemetry system.
3. Патент США №5703836, НКИ 367/165, МПК Н01R 17/00, Dec. 30, 1997, Acoustic transducer.
4. Физическая акустика, т.1, ч.А. Методы и приборы ультразвуковых исследований. Под редакцией У. Мэзона. - М.: Мир, 1966, с.284-287.
5. Справочник по гидроакустике. А.П.Евтютов, А.Е.Колесников, Е.А.Корепин и др. - Л.: Судостроение, 1988, с.248-249.
6. Патент США №6147932, НКИ 367/165, МПК Н04R 17/00, November 14, 2000, Acoustic transducer.
7. Акустические каналы связи забойных телеметрических систем - особенности построения и результаты скважинных испытаний // НТВ Каротажник. 2000. Выпуск 73. Тверь, Издательство АИС, с.92-99.
8. Аппаратура акустических методов исследования скважин. http://www.geo.oilru.ru/catalog/group/?group_id=3.
Claims (1)
- Электромеханический преобразователь для акустического канала связи, включающий кожух, снабженный верхней и нижней муфтами для крепления преобразователя к колонне труб, внутри которого установлен преобразователь электрических сигналов в акустические колебания, а также генератор переменного электрического тока, соединенный по выходу с входом преобразователя энергии электрических сигналов в энергию электромагнитных волн, отличающийся тем, что преобразователь электрических сигналов в акустические колебания выполнен в виде электродинамического преобразователя и содержит массивный пустотелый цилиндр с электрической обмоткой, подвешенный соосно на кольцевой пружине к верхней муфте и образующий вместе с ней механическую колебательную систему с направлением колебаний вдоль их оси, электрическая обмотка цилиндра установлена в радиальном магнитном поле воздушного зазора магнитной системы, образованной постоянным магнитом и его магнитопроводами, и соединена с выходом генератора переменного электрического тока, частота которого выбрана равной или кратной резонансной частоте колебаний механической колебательной системы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122611/28U RU108895U1 (ru) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Электромеханический преобразователь для акустического канала связи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122611/28U RU108895U1 (ru) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Электромеханический преобразователь для акустического канала связи |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU108895U1 true RU108895U1 (ru) | 2011-09-27 |
Family
ID=44804492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011122611/28U RU108895U1 (ru) | 2011-06-03 | 2011-06-03 | Электромеханический преобразователь для акустического канала связи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU108895U1 (ru) |
-
2011
- 2011-06-03 RU RU2011122611/28U patent/RU108895U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101964185B (zh) | 一种超宽带水声换能器 | |
CN102071927B (zh) | 一种圆柱环形结构的压电陶瓷电声换能器 | |
CN204145334U (zh) | 一种声电转换装置 | |
US9387514B2 (en) | Low frequency electro acoustic transducer and method of generating acoustic waves | |
WO2010141830A3 (en) | Energy harvesting from flow-induced vibrations | |
WO2010148312A3 (en) | Increased frequency power generation using low-frequency ambient vibrations | |
CN101841255A (zh) | 噪声发电装置及发电方法 | |
WO2012076682A1 (en) | Wireless communication between tools | |
CN204283420U (zh) | 多极子阵列声波测井仪低频单极子换能器 | |
CN112421987A (zh) | 一种压电-电磁式声能发电装置 | |
RU108895U1 (ru) | Электромеханический преобразователь для акустического канала связи | |
CN103489440A (zh) | 一种宽带振子交叉驱动水声换能器 | |
CN201639508U (zh) | 一种噪声发电装置 | |
CN105187983B (zh) | 一种弯曲圆柱换能器及其实现方法 | |
WO2012151436A1 (en) | Method and device for harvesting energy from fluid flow | |
CN102748013B (zh) | 一种低频偶极子发射换能器 | |
KR101034544B1 (ko) | 함소나 기만기의 수중 음향발생장치 | |
CN206286155U (zh) | 超磁致伸缩换能器 | |
CN212441930U (zh) | 一种位移放大式磁致伸缩换能器 | |
KR100880240B1 (ko) | 음파 공명 발전기 | |
RU2376696C1 (ru) | Глубоководный низкочастотный гидроакустический излучатель для систем акустической томографии | |
KR101879421B1 (ko) | 가변 공진형 파력발전장치 및 이를 이용한 파력발전시스템 | |
CN203389839U (zh) | 一种感应式振动信号发生器 | |
CN201467422U (zh) | 双面纵向振动深水发射换能器 | |
JP2021072707A (ja) | 振動発電装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20120604 |
|
NF1K | Reinstatement of utility model |
Effective date: 20150627 |
|
RH1K | Copy of utility model granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20161115 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190604 |