RU27152U1 - Скважинный турбогенератор - Google Patents
Скважинный турбогенератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU27152U1 RU27152U1 RU2002114178/20U RU2002114178U RU27152U1 RU 27152 U1 RU27152 U1 RU 27152U1 RU 2002114178/20 U RU2002114178/20 U RU 2002114178/20U RU 2002114178 U RU2002114178 U RU 2002114178U RU 27152 U1 RU27152 U1 RU 27152U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- turbogenerator
- rotor
- power
- stator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
МКИ: Е21В47/00
СКВАЖИННЫИ ТУРБОГЕНЕРАТОР
Полезная модель относится к области геофизических исследований нефтяных и газовых скважин и, в частности, к устройствам для электропитания геофизической аппаратуры, работающей в процессе бурения.
Известны скважинные турбогенераторы, работающие от потока промывочной жидкости и обеспечивающие питание электронной схемы скважинного прибора (А.с. СССР № 251102, МКИ G 01V, Б.И. № 27, 1969 г.)
В этих турбогенераторах приводом электромашинного генератора является одно- или многоступенчатая турбина, связанная со статором турбогенератора, размещенного в маслонаполненном корпусе, причем ротор жестко закреплен на неподвижном валу.
Известны турбогенераторы, нашедшие широкое применение в практике геофизических и технологических исследований в процессе бурения наклонных и горизонтальных скважин в качестве источника питания забойной телеметрической системы (Молчанов А.А. Измерение геофизических и технологических параметров в процессе бурения скважин. - М.: Недра, 1983, с. 89-90).
В качестве электромашинных генераторов в условиях ограничения диаметральных размеров могут быть использованы, например, синхронные генераторы с возбуждением от постоянных магнитов. В этих турбогенераторах получение мощности, необходимой для питания электронной схемы и формирования выходного сигнала, обеспечивается в основном скоростью вращения турбины, которая определяется расходом промывочной жидкости. При этом расход ее устанавливается не с позиций оптимизации работы скважинного турбогенератора, а исходя из необходимости обеспечения режима бурения, задаваемого герлого-техническими условиями.
в этих условиях возможные пути повышения мощности турбогенератора определяются выводами из анализа известной формулы машинной постоянной Арнольда (Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф. Электрические генераторы с постоянными магнитами. - М.: Энергоатомиздат, 1988). Из этой формулы вытекает зависимость:
где: Р - электромагнитная мощность, кВА;
А - линейная нафузка, А/см;
Вб -магнитная индукция, Тл;
D - диаметр ротора, см;
п - число оборотов ротора, об/мин.
Как видно из зависимости, повышение мощности турбогенератора легко достигается увеличением диаметра ротора и числа оборотов ротора. Однако для скважинной аппаратуры этот путь неприемлем в силу жесткого ограничения диаметральных размеров. Повышение мощности за счет увеличения числа оборотов турбины неприемлемо, поскольку механическая прочность постоянных магнитов не обеспечивается в условиях значительных центробежных сил.
Целью настоящего предложения является повышение мощности турбогенератора путем увеличения относительной скорости вращения ротора и статора и обеспечение оптимальной мощности и напряжения в щироком диапазоне расхода промывочной жидкости.
Для достижения этой цели в скважинном турбогенераторе, включающем маслонаполненный корпус, неподвижный вал, размещенный на валу с возможностью вращения статор с турбиной и ротор с обмоткой, причем ротор снабжен дополнительной турбиной, которая выполнена сменной, а наoUS JUj) 4f-t
,0.5../ Уд, 36-10
клон ее лопаток и лопаток основной турбины могут быть выполнены как противоположного направления, так и направленными в одну сторону, но под разными углами к оси турбогенератора, а на валу смонтирован токосъемник.
Существенным отличием заявленного решения от известных является то, что, ротор размещен на неподвижном валу не жестко, а с возможностью вращения и снабжен отдельной сменной турбиной. Сменная турбина может иметь лопатки, направленные в одну сторону с лопатками основной турбины, но под разными углами к оси турбогенератора, или снабжаться лопатками противоположного направления. Для снятия напряжения с обмотки ротора предусмотрен токосъемник с щетками и контактными кольцами.
Задача увеличения мощности турбогенератора решается увеличением
относительной скорости Ур и УС вращения ротора относительно статора,
так как наклон лопаток турбин статора и ротора направлен противоположно, что позволяет им при прохождении потока вращаться в разные стороны.
На фиг. 1 показан общий вид турбогенератора.
Скважинный турбогенератор включает корпус 1, встроенный в бурильную колонну, неподвижный вал 2, на котором размещены с возможностью вращения, например на подшипниках качения (на фиг. 1 не показаны), статор 3, с установленными на нем постоянными магнитами и ротор 4 с обмоткой. Статор 3 связан с турбиной 5, а ротор 4 - с турбиной 6, причем лопатки турбин 5 и 6 имеют наклон в противоположные стороны относительно общей оси. На валу 2 смонтирован токосъемник 7 для снятия напряжения с обмотки ротора.
Статор 3 и ротор 4 с подшипниками качения размещены в маслонаполненном корпусе 8, имеющем скользящие уплотнители и компенсатор давления (на фиг.1 не показаны).
На фиг. 2 показан общий вид турбогенератора, имеющего лопатки турбин 5 и 6 с одним направлением, но разными углами сКр и ос.
Турбогенератор работает следующим образом.
При наличии в корпусе 1 потока промывочной жидкости турбины 5 и 6
вращаются в противоположные стороны с одинаковой скоростью 3fp и Oi,
обеспечивая вращение в противоположные стороны статора 3 с постоянными магнитами и ротора 4 - с обмоткой (фиг.1). Вследствие увеличения относительной скорости вращения ротора относительно статора увеличивается электрическая мощность генератора. Напряжение с обмотки ротора 4 поступает через кольцевой токосъемник 7 к электрической схеме, расположенной в скважинном приборе.
Таким образом, предлагаемый турбогенератор обеспечивает получение оптимальной мощности и напряжения в щироком диапазоне расхода промывочной жидкости.
Предлагаемый турбогенератор обладает повыщенной мощностью по сравнению с аналогами при неизменном расходе промывочной жидкости и обеспечивает получение достаточной мощности при малых расходах.
Claims (1)
- Скважинный турбогенератор, включающий маслонаполненный корпус, неподвижный вал, размещенный на валу с возможностью вращения статор с турбиной, ротор с обмоткой, отличающийся тем, что ротор снабжен дополнительной турбиной и токосъемником, причем дополнительная турбина выполнена сменной, а наклоны лопаток сменной турбины и основной турбины могут быть выполнены как противоположного направления, так и направленными в одну сторону, но под разными углами к оси турбогенератора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002114178/20U RU27152U1 (ru) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Скважинный турбогенератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002114178/20U RU27152U1 (ru) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Скважинный турбогенератор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU27152U1 true RU27152U1 (ru) | 2003-01-10 |
Family
ID=38510955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002114178/20U RU27152U1 (ru) | 2002-05-28 | 2002-05-28 | Скважинный турбогенератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU27152U1 (ru) |
-
2002
- 2002-05-28 RU RU2002114178/20U patent/RU27152U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9494028B2 (en) | Measuring speed of rotation of a downhole motor | |
RU2449454C2 (ru) | Способ и устройство для текущего контроля вращающихся машин | |
AU2008291635B2 (en) | Mechanical regulation of electrical frequency in an electrical generation system | |
CN200993072Y (zh) | 井下涡轮发电机 | |
NO20162067A1 (en) | Electricity generation within a downhole drilling motor | |
RU27152U1 (ru) | Скважинный турбогенератор | |
GB2597853A (en) | Generator design with varying gap | |
RU2331149C1 (ru) | Скважинный электрогенератор | |
RU2775211C1 (ru) | Скважинный гидрогенератор | |
RU2262177C1 (ru) | Генератор для питания скважинного прибора | |
RU27151U1 (ru) | Токосъемник забойного маслонаполненного турбогенератора | |
CN103701259B (zh) | 一种井下磁耦合涡轮动力悬臂式交流发电机 | |
RU142726U1 (ru) | Скважинный генератор | |
RU84167U1 (ru) | Электродвигатель сухомлина | |
RU2325519C1 (ru) | Скважинный биротативный электрогенератор | |
RU2265720C1 (ru) | Электрогенератор питания забойной телеметрической системы | |
RU15586U1 (ru) | Генератор переменного тока для питания автономных забойных геофизических и навигационных комплексов | |
RU2770930C1 (ru) | Контрроторный электрический генератор | |
RU35125U1 (ru) | Генератор переменного тока для питания автономной скважинной аппаратуры | |
RU27156U1 (ru) | Генератор переменного тока для питания скважинных приборов забойной телеметрической системы | |
RU2321717C1 (ru) | Электробур для бурения нефтяных и газовых скважин (варианты) | |
RU2334099C1 (ru) | Генератор питания скважинной аппаратуры | |
RU2442890C2 (ru) | Скважинный генератор | |
RU2307439C2 (ru) | Устройство для уплотнения вала статора турбогенераторов | |
RU2332564C1 (ru) | Генератор питания забойной телеметрической системы |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ND1K | Extending utility model patent duration | ||
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20110529 |