RU2334340C1 - Drilling electric generator - Google Patents

Drilling electric generator Download PDF

Info

Publication number
RU2334340C1
RU2334340C1 RU2007108468/09A RU2007108468A RU2334340C1 RU 2334340 C1 RU2334340 C1 RU 2334340C1 RU 2007108468/09 A RU2007108468/09 A RU 2007108468/09A RU 2007108468 A RU2007108468 A RU 2007108468A RU 2334340 C1 RU2334340 C1 RU 2334340C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
downhole
generator
electric generator
electric
Prior art date
Application number
RU2007108468/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Борисович Болотин (RU)
Николай Борисович Болотин
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович Болотин filed Critical Николай Борисович Болотин
Priority to RU2007108468/09A priority Critical patent/RU2334340C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2334340C1 publication Critical patent/RU2334340C1/en

Links

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: drilling electric generator contains a stator, point of attachment, a rotor with one or several groups of permanent magnets, kinematically connected with the drive for the moving of the magnets, and the excitation windings corresponding to them. The drive for the moving of magnets is capable of reciprocative transportation and contains a power element from material with memory of the form. The power element can be executed in the form of bellows, from a material with memory of the form, established in an airtight cavity inside the stator to which are supplied wires from the excitation winding through the switchboard, to which is in turn connected the power supply and the accumulator of electric power. On the front part of the stator there is a ribbing. In a back part of the electric generator there is an electric socket connected by electricity cables with windings of excitation. Inside the point of attachment there are openings. The point of attachment is on the front part of the stator, or in the middle part of the stator, or at the back part of the stator.
EFFECT: increase in the power and resource with the reduction of its diametrical dimensions.
7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам. Конкретно изобретение предназначено для электрогенератора питания скважинной аппаратуры и передающего устройства забойной телеметрической системы. Электрогенератор преобразует энергию промывочной жидкости в электрическую, необходимую для питания скважинных навигационных и геофизических приборов в процессе бурения и передатчика электромагнитного канала связи. Для работы телеметрической системы на большой глубине требуется увеличение мощности передающего устройства до 1 кВт и более. Получить большую мощность при малых габаритах генератора весьма проблематично.The invention relates to electric machines. Specifically, the invention is intended for a power generator for supplying downhole equipment and a transmission device for a downhole telemetry system. An electric generator converts the energy of the flushing fluid into electrical energy, which is necessary for supplying downhole navigation and geophysical instruments during drilling and the transmitter of the electromagnetic communication channel. For the telemetry system to work at great depths, an increase in the power of the transmitting device to 1 kW or more is required. To get more power with the small dimensions of the generator is very problematic.

Известен генератор переменного тока для питания телеметрической системы в процессе бурения скважин малого диаметра, включающий неподвижный внутренний статор с коллектором и закрепленный на приводном валу внешний ротор, снабженный электромагнитами (патент РФ № 2060383, МКП Е21В 47/022, 47/00, приоритет от 21.02.92 г). Система смазки представляет собой полость между ротором и статором, заполненную смазывающей жидкостью.A known alternator for powering the telemetric system in the process of drilling small diameter wells, including a fixed internal stator with a collector and an external rotor mounted on the drive shaft, equipped with electromagnets (RF patent No. 2060383, MKP ЕВВ 47/022, 47/00, priority from 21.02 .92 g). The lubrication system is a cavity between the rotor and the stator, filled with lubricating fluid.

Известен автономный турбинный агрегат (электрогенератор), также предназначенный для питания электрической энергией телеметрической системы, содержащий гидротурбину, приводимую в движение потоком промывочной жидкости, маслозаполненный статор, залитый эпоксидным компаундом, и ротор генератора переменного тока на постоянных магнитах, расположенный на одном валу с гидротурбиной (Молчанов А.А., Сираев А.X. «Скважинные автономные системы с магнитной регистрацией». М., Недра, 1979, с.102-103).A self-contained turbine unit (electric generator) is also intended for supplying electric energy to the telemetry system, containing a hydraulic turbine driven by a wash fluid stream, an oil-filled stator filled with an epoxy compound, and a rotor of an alternating current generator with permanent magnets located on the same shaft with a hydraulic turbine ( Molchanov A.A., Siraev A.X. “Borehole autonomous systems with magnetic recording.” M., Nedra, 1979, pp. 102-103).

Этот генератор состоит из статора, размещенного внутри агрегата, и шестиполюсного кольцевого магнитного ротора, выполненного снаружи. Ротор одновременно является корпусом для рабочих лопаток трехступенчатой гидротурбины. Перед каждой ступенью рабочих лопаток гидротурбины, в свою очередь, установлены три ступени направляющих аппаратов, собранных на внешнем корпусе, что увеличивает диаметр устройства. Для предотвращения попадания промывочной жидкости в электрогенератор и подшипниковые узлы установлены уплотняющие устройства, внутренняя полость электрогенератора заполнена трансформаторным маслом.This generator consists of a stator located inside the unit and a six-pole annular magnetic rotor made from the outside. The rotor is also a casing for the working blades of a three-stage hydraulic turbine. In front of each stage of the working blades of the hydraulic turbine, in turn, there are three stages of guide vanes assembled on the outer casing, which increases the diameter of the device. To prevent the flushing fluid from entering the generator and the bearing units, sealing devices are installed, the internal cavity of the generator is filled with transformer oil.

Ввиду того что электрогенератор работает в интервале температур от -40 до +130°С, при глубинах бурения до 3500 м и более, а объем масла изменяется при изменении температуры, введен компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости (масла). Компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости выполнен внутри входного обтекателя генератора. Он состоит из двух тонких профильных пластин, одна из которых выпуклая, а другая - вогнутая. Компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости предназначен для компенсации изменения объема масла в маслозаполненной полости генератора в рабочих условиях при повышении температуры, а также выравнивания давления внутри и снаружи генератора.Due to the fact that the generator operates in the temperature range from -40 to + 130 ° C, at drilling depths of up to 3500 m or more, and the oil volume changes with temperature, a pressure compensator and thermal expansion of the lubricating fluid (oil) are introduced. The compensator for pressure and thermal expansion of the lubricating fluid is made inside the inlet fairing of the generator. It consists of two thin profile plates, one of which is convex, and the other is concave. The compensator for pressure and thermal expansion of the lubricating fluid is designed to compensate for changes in the volume of oil in the oil-filled cavity of the generator under operating conditions with increasing temperature, as well as equalizing the pressure inside and outside the generator.

Недостатками этого генератора являются:The disadvantages of this generator are:

- низкая надежность,- low reliability

- малый ресурс,- small resource

- большие габариты и масса устройства,- large dimensions and mass of the device,

- сложность конструкции.- the complexity of the design.

Эти недостатки обусловлены, в первую очередь, тем, что в качестве привода используется многоступенчатая турбина с направляющими аппаратами. Использование гидротурбины с направляющими аппаратами в качестве привода предъявляет повышенные требования к качеству очистки промывочной жидкости от фракций выбуренной породы и посторонних предметов, попадание которых в зазор между рабочими и направляющими лопатками гидротурбины может привести к ее остановке (заклиниванию). Наличие направляющих аппаратов гидротурбины увеличивает диаметральный габарит электрогенератора, что нежелательно при бурении скважин относительно малого диаметра.These shortcomings are caused, first of all, by the fact that a multistage turbine with guide vanes is used as a drive. The use of a hydraulic turbine with guide vanes as a drive places high demands on the quality of cleaning the washing liquid from fractions of drill cuttings and foreign objects, the ingress of which into the gap between the working and guide vanes of the hydraulic turbine can cause it to stop (jamming). The presence of guiding devices of a hydraulic turbine increases the diametrical dimension of the electric generator, which is undesirable when drilling wells of relatively small diameter.

Второй конструктивный недостаток - это сложность и ненадежность компенсатора давления и температурного расширения смазывающей жидкости. Из-за упругости стенок компенсатора давление смазывающей жидкости всегда меньше давления окружающей среды. Это может привести к попаданию промывочной жидкости в систему смазки электрогенератора и к износу подшипников, уплотнений и других деталей.The second design flaw is the complexity and unreliability of the pressure compensator and thermal expansion of the lubricating fluid. Due to the elasticity of the walls of the compensator, the pressure of the lubricating fluid is always less than the pressure of the environment. This can result in flushing fluid entering the generator’s lubrication system and in the wear of bearings, seals and other parts.

Известен также электрогенератор по пат. РФ №2173925, основной особенностью которого можно считать систему смазки. Система смазки этого электрогенератора содержит заправочное устройство на его переднем торце, полость между внешним ротором и статором, заполненную смазывающей жидкостью, и компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости, размещенный со стороны устройства для крепления генератора, выполненный в виде поршня, установленного с возможностью осевого перемещения и уплотнения, установленного внутри поршня с возможностью осевого перемещения вместе с ним.Also known generator according to US Pat. RF №2173925, the main feature of which can be considered a lubrication system. The lubrication system of this generator contains a filling device at its front end, a cavity between the external rotor and the stator, filled with lubricating fluid, and a pressure compensator and thermal expansion of the lubricating fluid located on the side of the generator mounting device, made in the form of a piston mounted with axial movement and seals mounted inside the piston with the possibility of axial movement with it.

Недостатком этого устройства является сложность заправки системы смазывающей жидкостью и низкий ресурс уплотнения.The disadvantage of this device is the difficulty of filling the system with lubricating fluid and a low seal life.

Известен скважинный электрогенератор питания телеметрических систем по св. РФ на полезную модель № 34638.Known downhole power generator telemetry systems according to St. RF for utility model No. 34638.

Этот электрогенератор содержит заправочное устройство в его передней части, полость между внешним ротором и статором, заполненную смазывающей жидкостью, и компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости, размещенный со стороны устройства для крепления генератора, выполненный в виде поршня, установленного внутри ротора с возможностью осевого перемещения, и уплотнения, установленного, в свою очередь, внутри поршня с возможностью осевого перемещения вместе с ним, поршень выполнен с возможностью дренажа смазывающей жидкости в полностью заправленном положении в зазор между ротором и узлом крепления генератора.This electric generator contains a filling device in its front part, a cavity between the external rotor and the stator filled with a lubricating fluid, and a compensator for pressure and thermal expansion of the lubricating fluid located on the side of the generator mounting device, made in the form of a piston mounted inside the rotor with axial movement , and the seal, installed, in turn, inside the piston with the possibility of axial movement with it, the piston is made with the possibility of drainage lubricating the fluid in the fully tucked position to the gap between the rotor and the alternator mounting assembly.

Недостатком этой системы смазки является то, что из-за совмещения функций компенсатора и уплотнения снижается их ресурс.The disadvantage of this lubrication system is that due to the combination of the functions of the compensator and the seal, their life is reduced.

Известен генератор по св. РФ № 13123, который содержит ротор с турбиной, статор, узел крепления и емкость для резервного запаса смазывающей жидкости, выполненную в виде стакана, выполненного в передней части генератора с установленным внутри подпружиненным поршнем, и заправочное устройство. Генератор и турбина значительно отдалены друг от друга в осевом направлении и разобщены магнитной муфтой, что увеличивает габариты генератора и снижает надежность смазки.Known generator for St. RF № 13123, which contains a rotor with a turbine, a stator, a mounting unit and a reservoir for the reserve supply of lubricating fluid, made in the form of a cup made in the front of the generator with a spring-loaded piston installed inside, and a refueling device. The generator and turbine are significantly distant from each other in the axial direction and are separated by a magnetic coupling, which increases the dimensions of the generator and reduces the reliability of the lubricant.

Известен генератор по патенту РФ на изобретение № 2264537, прототип, содержащий корпус с обмотками возбуждения, узел крепления, ротор с валом, магнитами и турбиной, установленный через подшипники в корпусе, и емкость для резервного запаса смазывающей жидкости в виде стакана, выполненного в передней части генератора с установленным внутри подпружиненным поршнем и заправочным устройством, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один передний подшипник установлен во втулке, которая сцентрирована в выступающей части корпуса, закрытого с другой стороны осью, зафиксированной от поворота и имеющей кольцевую проточку под обмотку и цилиндрический выступ, во внутренней расточке которого установлен, по меньшей мере, один задний подшипник, а внутри вала выполнено сквозное осевое отверстие. Между передним подшипником и ротором установлена регулировочная шайба. Обмотки возбуждения установлены в корпусе и зафиксированы штифтами от смещения. Пружина частично размещена внутри поршня. Заправочное устройство выполнено в виде клапана, установленного в канале штока, закрытом пробкой.A known generator according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2264537, a prototype comprising a housing with field windings, a mount, a rotor with a shaft, magnets and a turbine mounted through bearings in the housing, and a reservoir for a reserve supply of lubricating fluid in the form of a cup made in front generator with a spring-loaded piston installed inside and a refueling device, characterized in that at least one front bearing is mounted in a sleeve that is centered in the protruding part of the housing, closed on the other side axis fixed from rotation and having an annular groove under the winding and a cylindrical protrusion, in the inner bore of which at least one rear bearing is installed, and a through axial hole is made inside the shaft. An adjustment washer is installed between the front bearing and the rotor. Field windings are installed in the housing and are fixed with pins against bias. The spring is partially placed inside the piston. The filling device is made in the form of a valve installed in the stem channel, closed by a plug.

Недостатки: низкая мощность и ресурс электрогенератора при ограниченных диаметральных габаритах.Disadvantages: low power and resource of the generator with limited diametrical dimensions.

Создание мощного электрогенератора ограничивается его диаметральными габаритами, а низкий ресурс объясняется тем, что для смазки многочисленных опор (подшипников) внутренняя полость электрогенератора заполняется смазывающей жидкостью, но из-за того, что в процессе эксплуатации внутрь электрогенератора попадает буровой раствор, содержащий абразивные частицы, подшипники, уплотнения и другие детали быстро изнашиваются.The creation of a powerful electric generator is limited by its diametric dimensions, and the low resource is explained by the fact that for the lubrication of numerous bearings (bearings), the internal cavity of the electric generator is filled with lubricating fluid, but due to the fact that during operation the drilling fluid containing abrasive particles, bearings gets inside the electric generator Seals and other parts wear out quickly.

Задачи создания изобретения - повышение мощности и ресурса электрогенератора при уменьшении его диаметральных габаритов.The objective of the invention is to increase the power and resource of the generator while reducing its diametrical dimensions.

Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что скважинный электрогенератор, содержащий статор, узел крепления, ротор с одной или несколькими группами постоянных магнитов, кинематически связанный с приводом перемещения магнитов, и соответствующие им обмотки возбуждения, при этом привод перемещения магнитов выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и содержит силовой элемент из материала с памятью формы. Силовой элемент может быть выполнен в виде сильфона из материала с памятью формы, установленного в герметичной полости внутри статора, к которому подведены провода от обмотки возбуждения через коммутатор, к которому, в свою очередь, подключен источник питания и накопитель электроэнергии. На передней части статора выполнено оребрение. В задней части электрогенератора (на его торце) выполнено электрический разъем, соединенный электропроводами с обмотками возбуждения. Внутри узла крепления выполнены отверстия. Узел крепления может быть выполнен или в передней (по потоку бурового раствора) части, или в средней части, или в задней (нижней, если электрогенератор установлен вертикально) части статора.The solution to this problem was achieved due to the fact that the downhole electric generator containing a stator, an attachment unit, a rotor with one or more groups of permanent magnets, kinematically connected with a magnet displacement drive, and corresponding excitation windings, while the magnet displacement drive is configured to reciprocate translational movement and contains a power element made of a material with shape memory. The power element can be made in the form of a bellows made of a material with a shape memory installed in a sealed cavity inside the stator, to which wires from the field winding are connected through a switch, to which, in turn, a power source and an energy storage device are connected. On the front of the stator, ribbing is made. An electrical connector is made in the rear part of the generator (at its end), connected by electric wires to the field windings. Holes are made inside the mount. The attachment site can be made either in the front (downstream of the drilling fluid) part, or in the middle part, or in the back (lower, if the generator is installed vertically) of the stator.

Сущность изобретения поясняется на чертеже.The invention is illustrated in the drawing.

Скважинный электрогенератор (см. чертеж), предназначенный для питания скважинной аппаратуры установлен в колонне бурильных труб или в обсадной колонне и содержит узел крепления 1 на статоре 2. В узле крепления 1 выполнены отверстия «А» для прохода бурового раствора к забойному двигателю и породоразрушающему инструменту (не показаны).A downhole electric generator (see drawing), designed to supply downhole equipment, is installed in the drill pipe string or in the casing and contains a fastener 1 on the stator 2. In the fastener 1, holes “A” are made for the drilling fluid to pass to the downhole motor and rock cutting tool (not shown).

Скважинный электрогенератор содержит ротор 3 с установленными на нем одной или несколькими группами постоянных магнитов 4.The downhole electric generator comprises a rotor 3 with one or more groups of permanent magnets 4 mounted on it.

Внутри статора 2 выполнена полость «Б», в которой установлен привод перемещения магнитов 5. Этот привод может быть выполнен любой конструкции и обязательно должен содержать силовой элемент 6 из материала с памятью формы, один конец которого соединен со статором 2, а другой - с ротором 3. Привод перемещения магнитов 5 обеспечивает возвратно-поступательное перемещение ротора 3 и группы магнитов 4 внутри обмоток возбуждения 7, установленных в полости статора «Б» концентрично группам магнитов 4. Это необходимо для создания в обмотках возбуждения 7 электрического тока. Силовой элемент 6 может быть выполнен в виде сильфона из материала с памятью формы, как это показано на фиг.1. Возможны и другие формы реализации силового элемента 6, например в виде пружины или стержня.A cavity “B” is made inside the stator 2, in which the magnet moving drive 5 is mounted. This drive can be of any design and must necessarily contain a power element 6 made of material with shape memory, one end of which is connected to the stator 2 and the other to the rotor 3. The drive moving the magnets 5 provides a reciprocating movement of the rotor 3 and the group of magnets 4 inside the field windings 7 installed in the cavity of the stator "B" concentrically to the groups of magnets 4. This is necessary to create the field windings 7 electric current. The power element 6 can be made in the form of a bellows of a material with shape memory, as shown in figure 1. Other forms of implementation of the power element 6 are possible, for example, in the form of a spring or a rod.

Полость «Б» выполнена герметичной и может быть заполнена смазывающей жидкостью или другим раствором для улучшения теплопроводности и компенсации давления и температурных расширений. Это позволит исключить смятие тонкой стенки статора 2. На передней части статора 2 выполнено оребрение 8 для отвода тепла.The cavity "B" is sealed and can be filled with a lubricating fluid or other solution to improve thermal conductivity and compensate for pressure and temperature expansion. This will eliminate the crushing of the thin wall of the stator 2. On the front of the stator 2 there is a fin 8 for removing heat.

Полость «Б» сообщается с полостью «В», в которой размещены обмотки возбуждения 7, а перегородка 9 необходима для установки направляющей втулки 10. Перепад давления между полостями «Б» и «В» отсутствует.The cavity "B" communicates with the cavity "C" in which the excitation windings 7 are located, and the baffle 9 is necessary for installing the guide sleeve 10. There is no pressure difference between the cavities "B" and "C".

От обмоток возбуждения 7 отходит(ят) электрический(ие) провод(а) 11, он проходит по отверстиям «Г» и «Д», выполненным в статоре 2, и соединяются с электрическим разъемом 12. Если применен один провод, то функцию другого провода выполняет статор 2. Соединение обмоток возбуждения 7 может быть выполнено параллельным, последовательным или параллельно-последовательным. На электрический разъем 12 может быть выведено напряжение с двух групп обмоток возбуждения 7 для питания электроэнергией различных независимых потребителей. Электрический разъем 12 целесообразно выполнить коаксиальным.From the excitation windings 7, the electric (s) wire (a) 11 leaves (it) 11, it passes through the holes "G" and "D" made in the stator 2, and are connected to the electrical connector 12. If one wire is used, then the function of the other the wires are performed by the stator 2. The connection of the field windings 7 can be made parallel, serial or parallel-serial. The electrical connector 12 can be output voltage from two groups of field windings 7 for power supply to various independent consumers. The electrical connector 12, it is advisable to perform coaxial.

Провода 13 соединяют обмотки возбуждения 7 через коммутатор 14 с силовым элементом 6 для его периодического нагрева. К коммутатору 14 подсоединены источник питания 15, накопитель электроэнергии 16, например аккумулятор, и процессор 17 для управления коммутатором 14 по заданной программе. Температура бурового раствора в скважине обычно находится в диапазоне от 80 до 130°С. Температуру мартенситного преобразования силового элемента можно настроить, например, на 150...200°С. Возможно применение в системе датчика температуры 18, подключенного к процессору 17, или концевика (конечного выключателя) 19 под задним (нижним) торцом ротора 3 (соединение электрической связью концевика 19 с процессором 17 не показано.)The wires 13 connect the field windings 7 through the switch 14 with the power element 6 for periodic heating. A power supply 15, an electric energy storage 16, such as a battery, and a processor 17 for controlling the switch 14 according to a predetermined program are connected to the switch 14. The temperature of the drilling fluid in the well is usually in the range from 80 to 130 ° C. The temperature of the martensitic transformation of the power element can be adjusted, for example, to 150 ... 200 ° C. It is possible to use a temperature sensor 18 connected to the processor 17 in the system or a limit switch (limit switch) 19 under the rear (lower) end face of the rotor 3 (electrical connection between the limit switch 19 and the processor 17 is not shown.)

Для приведения в действие скважинного электрогенератора от источника питания 15 через коммутатор 14 на силовой элемент 6 подается импульс электроэнергии, достаточный для его прогрева на несколько десятков градусов, т.е. до температуры мартенситного преобразования. При этом силовой элемент 6 удлиняется и ротор 3 перемещается назад (вниз) на 10...20 мм, в зависимости от толщины группы магнитов 4. При этом внутри обмоток возбуждения 7 создается переменного магнитное поле, а в самих обмотках вырабатывается электрический ток. В дальнейшем электрический ток на нагрев силового элемента 6 подается через коммутатор от накопителя энергии. Управление коммутатором 14 осуществляет процессор 17, например, по температуре, регистрируемой датчиком температуры 18.In order to actuate the downhole electric generator from the power source 15, a pulse of electricity is supplied to the power element 6 through the switch 14, which is sufficient for its heating by several tens of degrees, i.e. up to the martensitic transformation temperature. In this case, the power element 6 is extended and the rotor 3 moves back (down) by 10 ... 20 mm, depending on the thickness of the group of magnets 4. In this case, an alternating magnetic field is created inside the field windings 7, and an electric current is generated in the windings themselves. Subsequently, an electric current for heating the power element 6 is supplied through the switch from the energy store. The switch 14 is controlled by the processor 17, for example, by the temperature recorded by the temperature sensor 18.

Буровой раствор, проходящий между бурильной трубой и оребрением 8 через отверстия «А», охлаждает жидкость, которой заполнена полость «Б», силовой элемент 6 охлаждается до температуры бурового раствора, например 80...130°С, и происходит обратное мартенситное преобразование материала с памятью формы, силовой элемент 6 уменьшает свою длину, и ротор 3 перемещается вперед (вверх).The drilling fluid passing between the drill pipe and the fins 8 through the holes "A" cools the fluid with which the cavity "B" is filled, the power element 6 is cooled to the temperature of the drilling fluid, for example 80 ... 130 ° C, and the reverse martensitic transformation of the material with shape memory, the power element 6 reduces its length, and the rotor 3 moves forward (up).

Эти движения совершаются периодически, группа (группы) постоянных магнитов 4 совершают возвратно-поступательное движение внутри обмоток возбуждения 7. В обмотках возбуждения 7 вырабатывается электрический ток, который по электрическим проводам 11 передается на электрический разъем 12, а по электрическим проводам 13 через коммутатор 14 передается к накопителю электроэнергии 16.These movements are carried out periodically, a group (groups) of permanent magnets 4 reciprocate inside the field windings 7. In the field windings 7 an electric current is generated, which is transmitted through electric wires 11 to electrical connector 12, and transmitted through electric wires 13 through switch 14 to the energy storage device 16.

Количество групп постоянных магнитов 4 и обмоток возбуждения 7 может быть выполнено сколь угодно большим. Это позволит спроектировать источник питания и скважинные приборы для бурильных и обсадных колонн очень малого диаметра.The number of groups of permanent magnets 4 and field windings 7 can be made arbitrarily large. This will allow you to design a power source and downhole tools for drilling and casing strings of very small diameter.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1. Значительно уменьшить диаметральные габариты и вес скважинного электрогенератора за счет отказа от гидротурбины.1. Significantly reduce the diametrical dimensions and weight of the downhole electric generator due to the abandonment of the hydraulic turbine.

2. Увеличить мощность и напряжение на электрических выводах электрогенератора за счет применения большого числа групп постоянных магнитов и обмоток возбуждения.2. To increase the power and voltage at the electrical terminals of the generator through the use of a large number of groups of permanent magnets and field windings.

3. Исключить дисбаланс ротора скважинного электрогенератора за счет отказа от вращательного движения.3. To eliminate the imbalance of the rotor of the downhole electric generator due to the rejection of rotational motion.

4. Значительно повысить надежность электрогенератора за счет абсолютной герметичности его внутренней полости и отсутствия уплотнений вращающихся деталей.4. Significantly increase the reliability of the generator due to the absolute tightness of its internal cavity and the absence of seals of rotating parts.

5. Упростить конструкцию скважинного электрогенератора, за счет отказа от применения подшипников и уплотнений и упрощения конструкции всех узлов и их унификации.5. Simplify the design of the downhole electric generator, due to the rejection of the use of bearings and seals and simplify the design of all nodes and their unification.

6. Упростить сборку и разборку скважинного электрогенератора за счет его выполнения модульной конструкции и применения коаксиального электрического разъема.6. To simplify the assembly and disassembly of the downhole electric generator due to its modular design and the use of a coaxial electrical connector.

7. Улучшить ремонтопригодность скважинного электрогенератора за счет предельно простой конструкции, минимального числа деталей и простой конфигурации всех деталей.7. Improve the maintainability of the downhole electric generator due to the extremely simple design, the minimum number of parts and the simple configuration of all parts.

Claims (7)

1. Скважинный электрогенератор, содержащий статор с узлом его крепления, ротор с одной или несколькими группами постоянных магнитов, связанный с приводом перемещения магнитов, и соответствующие им обмотки возбуждения статора, отличающийся тем, что привод перемещения магнитов выполнен с возможностью создания возвратно-поступательного перемещения и содержит силовой элемент в виде сильфона из материала с памятью формы, установленного в герметичной полости внутри статора, один конец которого соединен со статором, а другой с ротором и к которому подведены провода от обмотки возбуждения статора через коммутатор с подключенным к нему источником питания и накопителем электроэнергии.1. A downhole electric generator containing a stator with a mount, a rotor with one or more groups of permanent magnets connected with a magnet displacement drive, and corresponding stator field windings, characterized in that the magnet displacement drive is configured to create a reciprocating movement and contains a power element in the form of a bellows made of material with a shape memory installed in a sealed cavity inside the stator, one end of which is connected to the stator, and the other to the rotor and to the cat The wires from the stator field winding through the switch with a power source and an energy storage device connected to it were brought to the power supply. 2. Скважинный электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что на передней части статора выполнено оребрение.2. The downhole electric generator according to claim 1, characterized in that on the front of the stator there is a ribbing. 3. Скважинный электрогенератор по п.1 или 2, отличающийся тем, что в задней части электрогенератора выполнен электрический разъем, соединенный электропроводами с обмотками возбуждения.3. The downhole generator according to claim 1 or 2, characterized in that in the rear of the generator there is an electric connector connected by electric wires to the field windings. 4. Скважинный электрогенератор по п.1 или 2, отличающийся тем, что внутри узла крепления статора выполнены отверстия.4. The downhole electric generator according to claim 1 or 2, characterized in that the holes are made inside the stator mount. 5. Скважинный электрогенератор по п.1 или 2, отличающийся тем, что узел крепления статора выполнен в его передней части.5. The downhole generator according to claim 1 or 2, characterized in that the stator mount is made in its front. 6. Скважинный электрогенератор по п.1 или 2, отличающийся тем, что узел крепления статора выполнен в его средней части.6. The downhole generator according to claim 1 or 2, characterized in that the stator mount is made in its middle part. 7. Скважинный электрогенератор по п.1 или 2, отличающийся тем, что узел крепления статора выполнен в его задней части.7. The downhole electric generator according to claim 1 or 2, characterized in that the stator mount is made in its rear part.
RU2007108468/09A 2007-03-06 2007-03-06 Drilling electric generator RU2334340C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007108468/09A RU2334340C1 (en) 2007-03-06 2007-03-06 Drilling electric generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007108468/09A RU2334340C1 (en) 2007-03-06 2007-03-06 Drilling electric generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2334340C1 true RU2334340C1 (en) 2008-09-20

Family

ID=39868153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007108468/09A RU2334340C1 (en) 2007-03-06 2007-03-06 Drilling electric generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334340C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014171910A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 Sidorenko Yuriy Linear electric generator
RU2644971C2 (en) * 2013-11-05 2018-02-15 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Charging circuit of high-value capacitor for mud-pulse telemetry device
RU2660841C1 (en) * 2017-10-04 2018-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Linear power generator
RU2775211C1 (en) * 2021-12-20 2022-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ГеоМаш" Downhole hydro generator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МОЛЧАНОВ А.А. и др., Скважинные автономные системы с магнитной регистрацией. - М.: Недра, 1979, с.102-103. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014171910A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 Sidorenko Yuriy Linear electric generator
RU2644971C2 (en) * 2013-11-05 2018-02-15 Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. Charging circuit of high-value capacitor for mud-pulse telemetry device
RU2660841C1 (en) * 2017-10-04 2018-07-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) Linear power generator
RU2775211C1 (en) * 2021-12-20 2022-06-28 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ГеоМаш" Downhole hydro generator
RU218267U1 (en) * 2022-08-11 2023-05-18 Акционерное общество "Башнефтегеофизика" Turbine power generator with the ability to explore oil and gas wells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2421612C1 (en) Multi-phase power generator of downhole equipment
RU2334340C1 (en) Drilling electric generator
RU2331149C1 (en) Borehole electric generator
RU2324815C1 (en) Well electric generator
RU2321744C1 (en) Birotatory generator
RU2325519C1 (en) Borehole birotatory electric generator
RU2334099C1 (en) Power generator for well equipment
RU2324808C1 (en) Power generator of well logging equipment
RU2329377C1 (en) Birotating power generator
RU2417311C1 (en) Electro-generator of power supply for borehole equipment
RU2321743C1 (en) Birotatory generator
RU2418348C1 (en) Electric power generator of downhole telemetric system
RU2264537C1 (en) Generator
RU2332564C1 (en) Borehole telemetry system power supply generator
RU2426875C1 (en) Borehole generator
RU2419719C1 (en) Birotary electric generator for power supply to downhole instrument
RU2337240C1 (en) Downhole electric generator
RU2321741C1 (en) Autonomous electric generator
RU2333352C1 (en) Borehole equipment supply generator
RU2432461C1 (en) High-voltage borehole generator
RU2417313C1 (en) Generator of power supply for borehole equipment
RU2321742C1 (en) Electric generator
RU2401498C1 (en) Electric generator for well logging instrument feed
RU2326238C1 (en) Birotatory borehole electric generator
RU2442892C1 (en) Well generator