RU15586U1 - Генератор переменного тока для питания автономных забойных геофизических и навигационных комплексов - Google Patents

Abstract

1. Генератор переменного тока для питания автономных забойных геофизических и навигационных комплексов, содержащий статор, ротор с постоянными магнитами и рабочими лопатками турбины, уплотняющие устройства и подшипниковые узлы, отличающийся тем, что статор выполнен с электрическими разъемами с двух сторон, одно из уплотняющих устройств установлено с возможностью осевого перемещения, подпружинено и выполняет функции компенсатора давления и температурного расширения смазывающей жидкости, находящейся в подшипниковых узлах и зазоре между ротором и статором.2. Генератор переменного тока для питания забойных геофизических и навигационных комплексов по п.1, отличающийся тем, что статор выполнен на неподвижном полом валу герметичным, в монолите из неэлектропроводного и немагнитного материала, например, стеклопластика.

Description

ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ДЛЯ НИТАНИЯ АВТОНОМНЫХ ЗАБОЙНЫХ

ГЕОФгаИЧЕСКИХ И НАВИГАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ

Полезная модель oiHOCiiTCir к тежнологнн обеспечения буреняя скяажян под нефть, газ я для другях целей. Конкретно нзобретеняе нредназначено для нреобразованяя энергяк нромыяочной жядкосп в электряческую я пятаняя электроэнергней автономшлж сквжкянныц наяягащонниж я геофшячесхях 1фябороя я 1фоцессе бурсшп.

Нзяестея геяератор переменного тока для пнтаняя автономной скяажннной аппаратуры в процессе буреняя скважян малого дяаметра, включающяй неподвяжный внутренняй статор с коллектором я закрепленный на пряводном валу вяешняй ротор, снабженный электромагнятамя ( патент РФ JA 2 060 383 , МКН Е 21В 47 022 , пряорнгет от 21.02.92r).

Известен автономный турбянный агрегат, содержащяй гядротурбяну, пряводямую в двяжеяяе потоком промывочпой жядкосга, маслозаполненный статор, залятый эпоксядным компаундом я ротор генератора переменного тока па постояняых магнятах, расположенный на одном налу с гядротурбяной. (МолчановА.А.,СяраевА.Х.Скважянные автономные снсгемы с магняррой рстнстрацяей , М., Нефа, 1979, с. 102-103).

Этот генератор состоят яз статора, размещенного внутри агрегата я шестяполюспого кольцевого магнятного ротора, выполненного снаружя. Ротор одновременно является корпусом для рабочях лотапок трехступеячатой гядротурбяяы. Перед каждой ступенью рабочях лопаток гядротурбяны , в свою очередь установлеяы тря ступеяя направляющях аппаратов, собранных на внешнем корпусе, что увелячявает дяаметр упройсгаа. Элопряческне разъемы находятся снязу ген ретора.

loioillilci

111 iiiiniiiii «Mill iiiir.vii; ; : ; ; V r;

МКПб E21B47 OZ2

Для предотвращения попадания промывочной жидкости в электрогенератор и подшипниковые узлы установлены уплотияющне усфойегаа, внутрення полость элсюрогшфатора заполнена трансформеторньм маслом.

Ввиду того, что турбогенератор работает при различных температурах (от наружной температуры воздуха до + 80 ... + 130 С на глубинах бурения скважин до 1200 ..3500 м и более), а масло имеет высощшй 1 оэффициеит температурного расширения, введеп компенсатор давления и темнературного расшнрения смазывающей жидкости (масла). Компенсатор давления и темнературного расшнрепня смазывающей жидкости вынолнен внутри входного обтекателя генератора. Он состоит из двух тонких нрофильных пластин, одна ю которых вьшуклая, а другая - вогнугая.

Компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости нредназначен для компенсации изменения объема масла в маслозаполпенной полости генератора в рабочих условиях при повышении температуры, а также выравнивания давления внутри и алярууя генератора.

Недостатками этого генератора являются: его небольшой ресурс, ннзкая надежность, недостаточная мощность, большие масса и габариты устройства. Кроме того, геиератор очень сложен по конструкции и нетехнологичен. Эти недостатки обусловлены в первую очередь тем, что в качестве привода используется гидротурбииа с направляющими аппаратами. Использоваиие гидротурбины с нанравляющими аппаратами в качестве привода предъявляет повышепные требования к качеству очистки промывочной жидкости от фракций выбуренной породы и посторонних предметов, попадание которых в зазор между рабочими и напрявляющими лопатками гидротурбины может привести к ее остановке (заклиниванию). Наличие направляющих аппаратов гидротурбины увеличивает диаметральный габарит генератора, что нежелательно 1фи бурении осважин относительно малого диампра.

Второй конпруктивимй недостаток - это сложность н ненадежность комненсатора давлення н темнературного расшнрення смазивающей жндкосш. Из-за унругостн стенок комненсатора давленне смазывающей жндкостн всегда меньше давлення окружающей среды. Это может нрнвестн к нонаданкю нромывочной жндкосш в снстему смазкн.

Следующнй недостаток обусловлен расноложеннем всех разъемов с одной стороны генератора, что обуславливает нодключенне электрооборудовання только с ннжней стороны н ограннчнвает нснользованяе данной конструкцнн для упройсга, требующнж нодключенне сверху, такшх, как, нанржмер, аннаратура, иснользующая для нередачн телемпрнчесхой ннформэднн на новфхносп гщфюишческнй канал связн.

Задачамн создання нолезной моделн является: новыщенне ресурса н надежностн генератора, увелнченне мощностн с одновременным уменьщеннем габарнтов н массы тератора. Это доспо-ается тми, чго:

вал вынолнен с злектряческнмн разъемамн с двух сторон, которые нозволяют сосоофшшъ генератор с фугнмк уаройсгаамн,

ротор вынолнен в виде внешнего корнуса с рабочнмн стуненямн турбнны, расноложеннымн но краям внешнего корнуса, вращающегося прн нрокачке нромывочной жндкосш, с внутренней стороны которого закренлены ностоянные магниты, тем самым достигается максимально возможная линейная скорость магннтного поля ностоянных магннтов относительно обмоток статора н макснмальная мощносп,

корнус турбины установлен на нодщипниках, защищенных малогабаритными унлошяющнмн устройспамн, одно нз которых является нодвижным, вынолняющим функцнн комненсатора давлення и температурного расшнреиия смазывающей ЖИДКОС1Н, находанц ся в нодшмнннконьп: узлах н в зазоре мсящу статорм н ротором.

статор выполнен на неподвижном нолом валу, герметнчным в монолнте из неэлектропроводного и немагнитного материала, например, стеклопластика, надежно предохраняющего его от ра1герметиза1щи.

Проведенные патентно- техннческне исследования ноказали, что предложенное техническое решение обладает новизной. Кроме того, оно является промышленно прнменимым, т.е. может быть изготовлено с использованном стандартного оборудования.

Следовательно, предложенное техническое решение удовлетворяет всем критериям полезной моде-гш.

Сущность полезной модели поясняется на чертеже фиг.1, где нредставлен предлагаемый .

Генератор ( фиг. 1 ) состоит из статора 1, вынолненного герметнчным в монолите из незлектропроводного, немагннтного материала, например, стеклопластика, в состав которого входит ось 2 с электрическими разъемами 3 на концах для нодключення электронного скважинного оборудования, и ротора 4, вынолненного в виде корнуса 5 с установленными с внешней строны рабочими лонатками турбины - б и с внутренней стороны - постоянными электромагнитами 7. Корпус установлен на подшипниках 8 и 9, закрепленных на неподвижной оси 2. Цодщипниковые узлы защищены уплотняющими устройствами 10 и 11, одно из которых 10 подвижно в осевом нанравлении, нодпружипено пружиной 12 и выполняет функции компеисатора давления и температурного pacnmpeinra смазьшающей жидкости.

При прокачке промывочной жидкости, вращается ротор 4 ( внешний ), магнитиое ноле постоянных магнитов 7 индуцнрует возникновенне переменного тока в обмотках статора 1, который через электрические разъемы 3 подается к электронным узлам ошажинных приборов (на рис. 1 и 2 скважинные приборы не показаны ).

При погружении уетройстаа в скважину в процессе бурения или спуско подъемныж операциях и соответсгаеино , изменении температуры и давления окружающей среды, изменяется объем масла и меняется положение уплотняющего устройства 10 до выравиивания внутреннего и внешнего давления сред с некоторым 1февьш1сяием внутрошего давления.

Цримеисиие полезной модели даег следующие пргяюуществх

1.Отсутсгаие направляющего аппарата 1федотвращает заклинивание турбины в случае попадания ноегоронних предметов в буровой раствор или ето некачественной очистки. Отказ от иалравляющсго аппарата значигельно стоил диампр генератора.

2.Совмещтие одного из уплотняюпщх усгройсга с компенсагором темп4фатурпых расппфйшй смазьгаающсй жидкосш ущюстило конарукцию изделия. Наличие нружины в консгрукцин комнепсатора темнературных расширший смазьшающей жидкосги обеспечило более надеж1 ю гд)мп11зацию reHqtaTopa, т.к. давлоше в нем всегда больше давлошя окружающей среды за счет уоншя, создаваомого пружипой.

3.Разъемы с двух сгорон нозволили подключать шм(фительные устройства сверху и снизу генератора. Авторы: П 06.2000г. Тригашкии С.Е.Варламов ез.об.

Claims (2)

1. Генератор переменного тока для питания автономных забойных геофизических и навигационных комплексов, содержащий статор, ротор с постоянными магнитами и рабочими лопатками турбины, уплотняющие устройства и подшипниковые узлы, отличающийся тем, что статор выполнен с электрическими разъемами с двух сторон, одно из уплотняющих устройств установлено с возможностью осевого перемещения, подпружинено и выполняет функции компенсатора давления и температурного расширения смазывающей жидкости, находящейся в подшипниковых узлах и зазоре между ротором и статором.

2. Генератор переменного тока для питания забойных геофизических и навигационных комплексов по п.1, отличающийся тем, что статор выполнен на неподвижном полом валу герметичным, в монолите из неэлектропроводного и немагнитного материала, например, стеклопластика.