RU2781027C1 - Rotor module, autonomous power generator containing rotor module, and pipe deposition control system including autonomous electric generator - Google Patents
Rotor module, autonomous power generator containing rotor module, and pipe deposition control system including autonomous electric generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781027C1 RU2781027C1 RU2022112346A RU2022112346A RU2781027C1 RU 2781027 C1 RU2781027 C1 RU 2781027C1 RU 2022112346 A RU2022112346 A RU 2022112346A RU 2022112346 A RU2022112346 A RU 2022112346A RU 2781027 C1 RU2781027 C1 RU 2781027C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- module
- electric generator
- autonomous
- housing
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 102200088920 ATG7 F15D Human genes 0.000 description 2
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 2
- 230000002730 additional Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области энергетического машиностроения и нефтегазовой промышленности. Изобретения предназначены для использования в автономных турбинах для выработки электроэнергии путем преобразования энергии потока среды в механическую энергию вращения, в частности, для питания внутрискважинных устройств, приборов и оборудования различного типа, а также для использования в составе мини- и микро-ГЭС. Также представляется актуальным использование роторного модуля турбин в составе гидроприводов, автономных когенерационных установок и электрогенераторов для электропитания: в магистральных и промысловых трубопроводах приводов запорной, регулирующей и предохранительной арматуры, устройств электрохимической защиты от коррозии, измерительных и диагностических приборов.The group of inventions relates to the field of power engineering and the oil and gas industry. The inventions are intended for use in autonomous turbines for generating electricity by converting the energy of the medium flow into mechanical energy of rotation, in particular, for powering downhole devices, instruments and equipment of various types, as well as for use as part of mini- and micro-hydroelectric power plants. It also seems relevant to use the rotor module of turbines as part of hydraulic drives, autonomous cogeneration plants and electric generators for power supply: in main and field pipelines, drives of shut-off, control and safety valves, electrochemical corrosion protection devices, measuring and diagnostic instruments.
Известен ротор генератора питания скважинной аппаратуры, содержащий защитный корпус и, по меньшей мере, один узел крепления, электрический разъем, установленный на валу ротор с турбинным лопастным колесом [патент РФ №2334099 С1, МПК Е21В 47/00, дата приоритета 09.01.2007, дата публикации 20.09.2008, автор Болотин Н.Б., RU].Known rotor power generator downhole equipment containing a protective housing and at least one mount, electrical connector mounted on the shaft of the rotor with a turbine impeller [RF patent No. 2334099 C1, IPC E21V 47/00, priority date 09.01.2007 publication date 20.09.2008, author Bolotin N.B., RU].
К недостаткам изобретения относятся низкая надежность и функциональное ограничение ввиду того, что устройство устанавливается внутри трубы и существенно сужает живое сечение потока, при этом установка ротора с турбинным лопастным колесом приводит к разрушению целостности потока, например нефтегазового ядра, вследствие чего газ может схлопываться на лопастях, вызывая повышенный износ, также ротор с турбинным лопастным колесом существенно зависит от свойств протекающей среды, например, ее плотности и вязкости.The disadvantages of the invention include low reliability and functional limitation due to the fact that the device is installed inside the pipe and significantly narrows the free flow area, while the installation of a rotor with a turbine blade wheel leads to the destruction of the integrity of the flow, for example, an oil and gas core, as a result of which the gas can collapse on the blades, causing increased wear, also the rotor with a turbine impeller is significantly dependent on the properties of the flowing medium, for example, its density and viscosity.
Известно турбинное устройство с винтовой лопастью, содержащее, по меньшей мере, один спиральный ротор, вращаемый вокруг своей оси [номер публикации международной заявки WO №2004/067957 А1, дата приоритета 30.01.2003, дата публикации 28.01.2004, автор: Eielsen J.I.; также опубликовано, как патент РФ на изобретение №2487262 С2, дата публикации 10.07.2013, автор Эйелсен Й.И., NO].A turbine device with a helical blade is known, containing at least one helical rotor rotating around its axis [publication number of the international application WO No. 2004/067957 A1, priority date 30.01.2003, publication date 01.28.2004, author: Eielsen J.I.; also published as a patent of the Russian Federation for the invention No. 2487262 C2, publication date 07/10/2013, author Eyelsen Y.I., NO].
Недостаток изобретения выражен в его функциональном ограничении ввиду того, что устройство необходимо устанавливать под углом к направлению движения потока, вследствие чего нет возможности установить устройство в ограниченном пространстве, например, в трубопроводе, поскольку конструкция трубы не позволяет установить ротор под большим углом к направлению потока, а при отклонении на небольшие углы ротора турбина будет иметь малую мощность, при этом вспомогательный узел наклона турбины уменьшает ее надежность.The disadvantage of the invention is expressed in its functional limitation due to the fact that the device must be installed at an angle to the flow direction, as a result of which it is not possible to install the device in a limited space, for example, in a pipeline, since the pipe design does not allow the rotor to be installed at a large angle to the flow direction, and with a deviation at small angles of the rotor, the turbine will have low power, while the auxiliary turbine tilt assembly reduces its reliability.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа роторного модуля, является ротор электрогенератора, выполненный в виде полого цилиндрического тела с рельефом на внутренней поверхности, установленного в подшипниках с возможностью вращения вокруг оси полого цилиндрического тела, при этом внутренняя поверхность полого цилиндрического тела выполнена или с шероховатостью, или с микрорельефом, или с макрорельефом [патент РФ №2695735 С1, МПК F15D 1/12, Е21В 41/00, дата приоритета 05.12.2018, дата публикации 25.07.2019, авторы: Башмур К.А., Петровский Э.А., RU, прототип].The closest technical solution chosen as a prototype of the rotor module is the electric generator rotor, made in the form of a hollow cylindrical body with a relief on the inner surface, installed in bearings with the possibility of rotation around the axis of the hollow cylindrical body, while the inner surface of the hollow cylindrical body is made either with roughness, or with microrelief, or with macrorelief [RF patent No. 2695735 C1, IPC F15D 1/12, E21B 41/00,
К недостаткам прототипа роторного модуля относятся низкая эффективность, надежность и функциональные ограничения конструкции ввиду того, что устройство неустойчиво вследствие установки подшипниковых узлов в стенку ротора и возможного их взаимодействия с потоком среды, что может привести к повышенному коррозионному и эрозионному износам, при этом возможности проведения капитального ремонта скважин при действии избыточного давления в заколонном пространстве ограничены, а на конструкциях из металла возможно более интенсивное образование отложений из-за повышенной сцепляемости с углеводородами, при этом мощности потока может быть недостаточно для раскрутки роторного модуля.The disadvantages of the rotor module prototype include low efficiency, reliability and functional limitations of the design due to the fact that the device is unstable due to the installation of bearing assemblies in the rotor wall and their possible interaction with the medium flow, which can lead to increased corrosion and erosion wear, while the possibility of overhaul repair of wells under the action of excessive pressure in the annulus are limited, and on metal structures, more intensive formation of deposits is possible due to increased adhesion to hydrocarbons, while the flow power may not be enough to spin the rotor module.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа электрогенератора, является скважинный электрогенератор, содержащий генератор с обмоткой возбуждения, вращатель в виде безлопастной турбины с системой магнитов, блок пьезогенератора, преобразователь переменного тока [патент РФ №2695735 С1, МПК F15D 1/12, Е21В 41/00, дата приоритета 05.12.2018, дата публикации 25.07.2019, авторы: Башмур К.А., Петровский Э.А., RU, прототип].The closest technical solution chosen as a prototype of the electric generator is a downhole electric generator containing a generator with an excitation winding, a rotator in the form of a bladeless turbine with a system of magnets, a piezoelectric generator unit, an AC converter [RF patent No. 2695735 C1, IPC F15D 1/12, E21B 41/00,
Недостатком прототипа электрогенератора является низкая надежность, эффективность и функциональные ограничения, выраженные тем, что обмотка возбуждения и система магнитов расположены в затрубном пространстве, вследствие чего невозможно его применение и использование оборудования при проведении технологических операций в скважине, связанных с затрубным пространством между насосно-компрессорной колонной труб и обсадной колонной, например: при операциях капитального ремонта скважин, в частности изоляции пластов; добычи углеводородов с помощью струйных насосов; использовании скважинных газосепараторов или дегазаторов с переливом флюида в обсадную колонну, а использование металлического роторного модуля может вызвать недостаток мощности потока для его раскрутки.The disadvantage of the prototype electric generator is low reliability, efficiency and functional limitations, expressed by the fact that the excitation winding and the system of magnets are located in the annulus, as a result of which it is impossible to use it and use the equipment during technological operations in the well associated with the annulus between the tubing string pipes and casing, for example: during well workover operations, in particular formation isolation; extraction of hydrocarbons using jet pumps; the use of downhole gas separators or degasifiers with fluid overflow into the casing, and the use of a metal rotor module can cause a lack of flow power to spin it up.
В качестве прототипа системы борьбы с трубными отложениями принят известный автономный гибридный комплекс для борьбы с асфальто-смоло-парафиновыми отложениями в нефтяной скважине, содержащий нагревательный модуль в виде греющего кабеля, подключенного к источникам питания в виде ветроэлектрической и фотоэлектрической установок [патент РФ №2703040 С1, МПК Е21В 36/04, Е21В 37/00, дата приоритета 19.06.2018, дата публикации 15.10.2019, авторы: Вельский А.А., Добуш B.C., Михайлов М.Э., RU, прототип].As a prototype system for combating pipe deposits, a well-known autonomous hybrid complex for combating asphalt-resin-paraffin deposits in an oil well was adopted, containing a heating module in the form of a heating cable connected to power sources in the form of wind and photovoltaic installations [RF patent No. 2703040 C1 , IPC E21B 36/04, E21B 37/00, priority date 06/19/2018,
Недостатками прототипа системы борьбы с трубными отложениями являются низкая эффективность, надежность и функциональные ограничения ввиду того, что источник электроэнергии находится на поверхности, при этом он зависим от внешних факторов и воздействий, например, погодных условий, временных и географических рамок действия солнечного излучения, а также то, что кабель питания протягивается на протяжении всей колонны труб, что увеличивает потери энергии пропорционально ее длине, затрудняет проведение спускоподъемных операций с колонной и увеличивает затраты на комплекс, при этом не используются другие устройства, обеспечивающие дополнительные методы воздействия на отложения для борьбы с ними.The disadvantages of the prototype system for dealing with pipe deposits are low efficiency, reliability and functional limitations due to the fact that the source of electricity is on the surface, while it is dependent on external factors and influences, for example, weather conditions, time and geographical scope of solar radiation, as well as the fact that the power cable is pulled throughout the entire pipe string, which increases energy losses in proportion to its length, makes it difficult to trip the string and increases the cost of the complex, while other devices are not used that provide additional methods of influence on deposits to combat them.
Технической проблемой, решаемой изобретениями, объединенными единым изобретательским замыслом, является увеличение эффективности, надежности и расширение функциональных возможностей роторного модуля, электрогенератора, новые конструктивные решения которых существенно повысят эффективность системы борьбы с трубными отложениями.The technical problem solved by the inventions, united by a single inventive concept, is to increase the efficiency, reliability and expand the functionality of the rotor module, the electric generator, the new design solutions of which will significantly increase the efficiency of the pipe deposit control system.
Для решения технической проблемы предложен роторный модуль, содержащий установленный в подшипниках с возможностью вращения вокруг продольной оси ротор, представляющий собой полое цилиндрическое тело с рельефом на внутренней поверхности, в полости которого проходит поток текучей среды, при этом внутренняя поверхность полого цилиндрического тела выполнена или с шероховатостью, или с микрорельефом, или с макрорельефом. Новым является то, что роторный модуль содержит сборный корпус, состоящий из верхней и нижней частей, соединенных разъемным соединением и выполненных в форме стаканов со сквозным осевым цилиндрическим вырезом в их основаниях, а ротор на верхнем и нижнем торцах имеет кольцевые опорные выступы, обращенные в сторону корпуса, и установлен в корпус с образованием посадочных мест, представляющих собой внутренние полости, в которых установлены подшипники, опирающиеся с одной стороны на кольцевые опорные выступы ротора, а с другой стороны в основания и стенки стаканов.To solve the technical problem, a rotor module is proposed, containing a rotor installed in bearings with the possibility of rotation around the longitudinal axis, which is a hollow cylindrical body with a relief on the inner surface, in the cavity of which a fluid flow passes, while the inner surface of the hollow cylindrical body is made or with a roughness , or with a microrelief, or with a macrorelief. What is new is that the rotor module contains a prefabricated body, consisting of the upper and lower parts, connected by a detachable connection and made in the form of cups with a through axial cylindrical cutout in their bases, and the rotor at the upper and lower ends has annular support ledges facing to the side. housing, and installed in the housing with the formation of seats, which are internal cavities in which bearings are installed, based on one side on the annular support ledges of the rotor, and on the other side in the bases and walls of the cups.
Согласно изобретению, в основании верхней части корпуса выполнен кольцевой паз с образованием цилиндрического продольного выступа, направленного в сторону подшипника, при этом верхний торец кольцевого опорного выступа ротора выполнен ступенчатым под установку верхнего подшипника.According to the invention, an annular groove is made at the base of the upper part of the housing with the formation of a cylindrical longitudinal protrusion directed towards the bearing, while the upper end of the annular support protrusion of the rotor is stepped for the installation of the upper bearing.
Согласно изобретению, нижний торец кольцевого опорного выступа ротора выполнен ступенчатым под установку нижнего подшипника в основании нижней части корпуса.According to the invention, the lower end of the annular support ledge of the rotor is stepped for the installation of the lower bearing at the base of the lower part of the housing.
Согласно изобретению, между основаниями стаканов и ротором установлены уплотнения, граничащие с потоком среды.According to the invention, seals are installed between the bases of the cups and the rotor, adjoining the medium flow.
Согласно изобретению, ротор выполнен из полимерного материала.According to the invention, the rotor is made of a polymeric material.
Для решения технической проблемы предложен автономный электрогенератор, содержащий статор с обмоткой возбуждения, вращатель в виде безлопастной турбины с системой магнитов, блок пьезогенератора, преобразователь переменного тока. Новым является то, что в качестве вращателя автономный электрогенератор содержит, по меньшей мере, один вышеупомянутый роторный модуль.To solve the technical problem, an autonomous electric generator is proposed, containing a stator with an excitation winding, a rotator in the form of a bladeless turbine with a system of magnets, a piezoelectric generator unit, and an AC converter. What is new is that, as a rotator, an autonomous electric generator contains at least one of the aforementioned rotary modules.
Согласно изобретению, блок пьезогенератора вынесен в отдельный модуль.According to the invention, the piezoelectric generator block is placed in a separate module.
Для решения технической проблемы предложена система борьбы с трубными отложениями, содержащая нагревательный модуль, подключенный к источнику питания. Новым является то, что система содержит, по меньшей мере, один источник питания, выполненный в виде вышеупомянутого автономного электрогенератора, причем автономный электрогенератор содержит гидродинамический модуль, выполненный в виде вышеупомянутого роторного модуля.To solve the technical problem, a system for combating pipe deposits is proposed, containing a heating module connected to a power source. What is new is that the system contains at least one power source, made in the form of the aforementioned autonomous electric generator, and the autonomous electric generator contains a hydrodynamic module, made in the form of the aforementioned rotary module.
Согласно изобретению, система дополнительно содержит модуль накопления и управления энергией.According to the invention, the system further comprises an energy storage and management module.
Согласно изобретению, система дополнительно содержит модуль ультразвуковой генерации колебаний.According to the invention, the system further comprises an ultrasonic vibration generation module.
На фиг.1 представлен продольный разрез роторного модуля; на фиг.2 -продольный разрез автономного электрогенератора; на фиг.3 - схема системы борьбы с трубными отложениями.Figure 1 shows a longitudinal section of the rotary module; figure 2 is a longitudinal section of an autonomous power generator; figure 3 is a diagram of a system for dealing with pipe deposits.
Роторный модуль 1 (фиг.1) содержит ротор 2, выполненный в виде полого цилиндрического тела с регулярным рельефом 3 на его внутренней поверхности, причем рельеф 3 может являться гладкой поверхностью с некоторой шероховатостью или микрорельефом, или макрорельефом. Ротор 2 установлен в подшипниках 4 и 5. Цилиндрическое тело ротора 2 на верхнем и нижнем торцах имеет кольцевые опорные выступы 6 и 7 соответственно и установлено в сборном корпусе 8, состоящем из верхней 9 и нижней 10 частей, соединенных разъемным, в частности, резьбовым соединением, и выполненных в форме стакана со сквозным осевым цилиндрическим вырезом в его основаниях 11 и 12.The rotor module 1 (figure 1) contains a rotor 2 made in the form of a hollow cylindrical body with a regular relief 3 on its inner surface, and the relief 3 may be a smooth surface with some roughness or microrelief or macrorelief. The rotor 2 is mounted in
В основании 11 верхней части корпуса 8 может быть выполнен кольцевой паз 13 с образованием продольного цилиндрического выступа 14, при этом верхний торец 15 кольцевого опорного выступа 6 ротора 2 выполнен ступенчатым под установку верхнего подшипника 4.In the base 11 of the upper part of the
Нижний торец 16 кольцевого опорного выступа 7 ротора 2 выполнен ступенчатым под установку нижнего подшипника 5 в основании 12 нижней части корпуса.The
Ротор 2 модуля 1 может быть выполнен из полимерного материала.Rotor 2 of
Между основаниями стаканов 11 и 12 и ротором 2 могут быть установлены уплотнения 17 и 18, граничащие с потоком среды.Between the bases of the
Автономный электрогенератор 19 (фиг.2) содержит вращатель в виде безлопастной турбины, в качестве которого использован роторный модуль 1, а также обмотку возбуждения 20, закрепленную на внутренней поверхности корпуса 8, выполняющего функцию статора, и систему постоянных магнитов 21, закрепленных на внешней поверхности ротора 2, коаксиально расположенного статору. Автономный электрогенератор 19 может содержать преобразователь переменного тока (не показан).Autonomous electric generator 19 (figure 2) contains a rotator in the form of a bladeless turbine, which is used as a
Автономный электрогенератор 19 может содержать блок пьезогенератора, который может быть вынесен в отдельный модуль 22, который в общем случае может содержать: пакеты пьезоэлементов 23, электроды (не показаны), защитную пленку (не показана), перфорированные отверстия 24 под вывод электродов.Autonomous
Система борьбы с трубными отложениями (фиг.3) состоит из источника питания, представляющего собой автономный электрогенератор 19, нагревательного модуля 25 и гидродинамического модуля, выполненного в виде роторного модуля 1.The pipe deposit control system (figure 3) consists of a power source, which is an autonomous
Система борьбы с трубными отложениями (фиг.3) может содержать модуль накопления и управления энергией 26 и модуль ультразвуковой генерации колебаний 27.The pipe deposit control system (FIG. 3) may include an energy storage and
Возможны различные варианты расположения модулей 25 и 27 по отношению друг к другу, например, модули 25 и 27 могут следовать друг за другом и/или быть по обе стороны электрогенератора 19. Модули 25 и 27 могут использоваться в необходимом количестве с точки зрения условий образования отложений.Various arrangements of
Роторный модуль работает под действием движущегося потока среды следующим образом.The rotary module operates under the action of a moving medium flow as follows.
Поток текучей среды Q под давлением подается в полость цилиндрического тела ротора 2, где, попадая на тангенциально расположенный к потоку рельеф 3, закручивается сам и раскручивает ротор 2 в подшипниках 4 и 5.The fluid flow Q under pressure is fed into the cavity of the cylindrical body of the rotor 2, where, falling on the relief 3 tangentially located to the flow, it spins itself and spins the rotor 2 in the
Для варьирования степенью воздействия на поток может быть использован рельеф 3 различного профиля, в частности, макрорельеф или микрорельеф.To vary the degree of influence on the flow, relief 3 of different profiles can be used, in particular, a macrorelief or a microrelief.
Направление потока текучей среды не ограничено тем, что указано на чертежах. Оно может быть таковым, например, при добыче воды и углеводородов, а при бурении скважин быть либо таковым, либо обратным (сверху вниз). При транспортировке сред направление потока может быть в горизонтальной плоскости.The direction of fluid flow is not limited to what is indicated in the drawings. It can be such, for example, in the production of water and hydrocarbons, and when drilling wells, it can be either such or reverse (from top to bottom). When transporting media, the direction of flow can be in a horizontal plane.
Возможно использование предлагаемого устройства для генерации механической энергии вращения. Механическая (движущая) сила может осуществляться устройствами вращения, например, поворотными механизмами, или текучей средой, приводимыми в движение предлагаемым устройством при воздействии потока среды, как указанно выше.It is possible to use the proposed device for generating mechanical energy of rotation. The mechanical (driving) force can be provided by rotating devices, such as rotary mechanisms, or by a fluid driven by the proposed device when exposed to the flow of the medium, as described above.
Автономный электрогенератор работает под действием движущегося потока среды следующим образом.Autonomous electric generator operates under the action of a moving medium flow as follows.
При воздействии потока на рабочую поверхность с рельефом 3 ротор 2 приходит в движение и начинает автономное вращение. При этом посредством передаточных механизмов (не показаны) или без них ротор 2 с магнитной системой 21 раскручивается и взаимодействует с обмоткой статора 20, и, таким образом, кинетическая энергия его вращения преобразуется в электрическую.When the flow acts on the working surface with relief 3, the rotor 2 sets in motion and starts autonomous rotation. In this case, by means of transmission mechanisms (not shown) or without them, the rotor 2 with the
Кинетическая энергия потока текучей среды через колебания, возбуждаемые потоком, частично преобразуется в энергию упругой деформации пакетов пьезоэлементов 23, что ведет к выработке электроэнергии за счет прямого пьезоэффекта.The kinetic energy of the fluid flow through the fluctuations excited by the flow is partially converted into the energy of elastic deformation of the packages of
Система борьбы с трубными отложениями работает следующим образом.The pipe deposit control system works as follows.
При прохождении потока текучей среды Q через гидродинамический модуль, выполненный в виде роторного модуля 1, происходит его преобразование в пульсирующий турбулентный поток, при этом на него осуществляется дополнительное воздействие по перераспределению скорости потока путем последовательного вовлечения слоев потока, начиная с граничного, при придании потоку дополнительной окружной скорости вращающимся роторным модулем 1. Это способствует повышению температуры потока и ведет к созданию флуктуаций давления в периферийной зоне, предотвращающих образование отложений.When the fluid flow Q passes through the hydrodynamic module, made in the form of a
Автономный электрогенератор 19 с роторным модулем 1 преобразует энергию потока текучей среды Q в электрическую, тем самым, вырабатывая переменный ток. Ток, проходя через преобразователь переменного тока (не показан), подается на нагревательный модуль 25, нагревающий трубу по внешней или внутренней поверхности, которая, в свою очередь, нагревает протекающую жидкость до температуры, близкой или превышающей температуру осаждения отложений. Ток также может быть подан на модуль ультразвуковой генерации колебаний 27, который создает высокочастотные вибрации в месте образования отложений, воздействующие на кристаллы отложения и вызывающие их микроперемещение, что препятствует их осаждению на стенках труб.An
Электроэнергия может быть выдана модулям 25 и 27 напрямую, либо аккумулироваться в модуле накопления 26 и использоваться по необходимости.Electricity can be supplied to
Таким образом, результатами использования предлагаемых изобретений являются: повышение эффективности, надежности и расширение функциональных возможностей роторного модуля, электрогенератора, а также системы борьбы с трубными отложениями, путем: придания устойчивости ротору его установкой в образованные посадочные места, созданные внутри корпуса, и возможности выполнения ротора из полимерных материалов, что снижает затраты на требуемую гидравлическую мощность; придания герметичности ротору и электрогенератору установкой их рабочих частей в изолированный от среды корпус; интегрирования источника электроэнергии в трубопровод, что может сократить потери электроэнергии, а также снижает зависимости от внешних условий среды, при этом используются дополнительные гидродинамический и ультразвуковой модули, что увеличивает эффективность системы.Thus, the results of using the proposed inventions are: increasing the efficiency, reliability and expanding the functionality of the rotor module, the electric generator, as well as the system for combating pipe deposits, by: imparting stability to the rotor by installing it in the formed seats created inside the housing, and the possibility of making the rotor from polymeric materials, which reduces the cost of the required hydraulic power; giving tightness to the rotor and the electric generator by installing their working parts in a housing isolated from the environment; integration of the power source into the pipeline, which can reduce power losses, and also reduces the dependence on external environmental conditions, while using additional hydrodynamic and ultrasonic modules, which increases the efficiency of the system.
Claims (10)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2781027C1 true RU2781027C1 (en) | 2022-10-04 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7537051B1 (en) * | 2008-01-29 | 2009-05-26 | Hall David R | Downhole power generation assembly |
RU2370660C1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-10-20 | Николай Борисович Болотин | Hydrogenerator |
CN203640691U (en) * | 2014-01-01 | 2014-06-11 | 尹晓松 | Electric heater for applying renewable energy power generation to heavy oil recovery and oil pipelines |
RU2695735C1 (en) * | 2018-12-05 | 2019-07-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Swirler and fluid flow swirling method, well electric generator comprising fluid flow swirler, and method for generating electric power in well |
RU2703040C1 (en) * | 2018-06-19 | 2019-10-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Autonomous hybrid complex for asphalt-resin-paraffin deposits control in oil well |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7537051B1 (en) * | 2008-01-29 | 2009-05-26 | Hall David R | Downhole power generation assembly |
RU2370660C1 (en) * | 2008-02-26 | 2009-10-20 | Николай Борисович Болотин | Hydrogenerator |
CN203640691U (en) * | 2014-01-01 | 2014-06-11 | 尹晓松 | Electric heater for applying renewable energy power generation to heavy oil recovery and oil pipelines |
RU2703040C1 (en) * | 2018-06-19 | 2019-10-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Autonomous hybrid complex for asphalt-resin-paraffin deposits control in oil well |
RU2695735C1 (en) * | 2018-12-05 | 2019-07-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Swirler and fluid flow swirling method, well electric generator comprising fluid flow swirler, and method for generating electric power in well |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7002261B2 (en) | Downhole electrical submersible power generator | |
RU2502890C2 (en) | Turbine plant and power plant | |
US7652388B2 (en) | Wave-flow power installation | |
US20150114632A1 (en) | High-Speed, Multi-Power Submersible Pumps and Compressors | |
EA030369B1 (en) | In-pipe turbine and hydro-electric power generation system | |
US20100181771A1 (en) | Integrated Hydroelectric Power-Generating System and Energy Storage Device | |
US20150204301A1 (en) | Systems and methods for hydroelectric systems | |
KR20100131078A (en) | Float type hydraulic power generater | |
RU2459974C1 (en) | Wave electric power station | |
RU2781027C1 (en) | Rotor module, autonomous power generator containing rotor module, and pipe deposition control system including autonomous electric generator | |
Shahsavarifard et al. | Performance gain of a horizontal axis hydrokinetic turbine using shroud | |
EP3426913B1 (en) | An energy generating arrangement powered by tidal water and a method for providing such an arrangement | |
Gish et al. | Experimental and numerical study on performance of shrouded hydrokinetic turbines | |
US9145865B2 (en) | Electric fluid pump | |
GB2478218A (en) | Integrated offshore wind and tidal power system | |
BR102021020136A2 (en) | SUBMARINE ELECTRIC POWER GENERATION SYSTEM | |
KR101075538B1 (en) | Wave power generation system | |
WO2012008938A1 (en) | Integrated hydroelectric power-generating system and energy storage device | |
KR101027129B1 (en) | Water-power generating apparatus using water pressure | |
Barbarelli et al. | Engineering Design Study on an Innovative Hydrokinetic Turbine with on Shore Foundation | |
Rutter et al. | Numerical Simulation and Design Optimization of an Electrical Submersible Power Recovery Turbine | |
KR101686799B1 (en) | Small hydro-power plant which is united rotor and driving turbine shaft | |
Carpenter | Study Explores Design, Potential of Electric Submersible Generators | |
Kinoue et al. | A pump system with wave powered impulse turbine | |
Ichikawa et al. | Development of Downhole Pump for Binary Cycle Power Generation Using Geothermal Water |