SU1006738A1 - Турбогенераторный агрегат дл автономных скважинных приборов - Google Patents

Abstract

1. ТУРБОГЕНЕРАТОРНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ .СКВАЖИННЫХ ПРИБОРОВ , содержащий гидротурбину и маслозаполненный ротор генератора переменного тока, расположенные на полом приводном валу, уплотнительное устройство приводного вала, маслозаполнённый статор, масл ный компен-j сатор, поршневой лубрикатор с пружиной , размещённой внутри приводного вала, отличающийс  тем, что, с целью повьапени  надежности турбогенераторного агрегата в работе , поршневой лубрикатор снабжен подвижным полым штокОм с xj6paTHiiwi клапаном и пробкой на конце- со стороны буровой колонны. 2.Агрегат по ri.l, отличающийс  тем, что масл ный компенсатор непосредственно за турбиной на ее статоре. 3.Агрегат по пп. 1 и 2,-о т л ичающийс  тем, что уплотнительное устройство выполнено в виде последовательно установленных резиномант, жетного, торцового, сто ночного, § пр моточного лабиринтного и импеллер-f-ногб уплотнений, причем полость между ff резиноманжетным и торцовым уплотне-. р ни ми сообщена с полостью повышен- iHoro давлени  лубрикатора. , 3 4. Агрегат по п.1, о т л и ч аю щ и и с   теМ;,что импёллерное уплотне- 1 .ние и лабиринты пр моточного уплотнени  выполнены на барабане ротора. Л -q оо 00

Description

Изобретение относитс  к области промысловой геофизики и предназначено дл  преобразовани  энергии потока пром1геочной жидкости ствола скважины в электрическую энергию и снабжени  электроэнергией скважинны автономных измерительных систем |И приборов , Известно устройство дл  передачи забойной информации в процессе бурени , в котором размещен ген ера тор переменного тока на посто нных магнитах, приводимый в движение потоком промывочной жидкости через гидротурбину, прибор дл  измерени  азимута скважины, в котором содержитс  генератор переменного тока, служащий дл  снабжени  электроэнергией измерительных систем fl и t.2 Известен автономный турбинный агрегат, содержащий гидротурбин приводимую в движение потоком промывочной жидкости, маслозаполн.енный статор и ротор генератора переменно го тока на гЮсто нных магнитах, расположенный на одном полом привод ном всшу с гидротурбиной уплотнитель ные устройства приводного вала из сальниковых и армированных резиноманжетных уплотнений, масл нный ком пенсатор, размещенный на роторной части гидротурбины, поршневой лубри .катор с пружиной, размещенный внутри полой части приводного вала и запол ненный с одной стороны консистентной проекторной смазкой, сообщающейс  ,с полостью между элементами УПЛОТНИтельных устройств, а с другой сторо ны заполненный трансформаторным мас лом и сообщающийс  с масл ным/ ком .пенсатором С Недостатками известного устройст ва  вл ютс  невозможность осуществл ни  посто нного контрол  уровн  смазки в поршневом лубрикаторе и оп ративной ее дозаправки, что снижает надежность работы прибора в целом, а также расположение резинового компенсатора на роторной (вращающейс ) части турбогенератора, уменьшающее эффективность работы компенсатора из-за действи  центробежных сил. Кроме того, наличие сальниковых уплотнений, обладающих повышенным иэноссм и не предотвращающих попада ние крупных частиц к трущимс  поверхност м , неприспособленных к высоким окружным скорост м, приводит, как прав.ило, .к потере -уплотнительных свойств, и примен етс  в основном в узлах соответст.венного назначени . Целью изобретени   вл етс  повыш ние надежности работы турбогенераторного агрегата. Поставленна  цель достигаетс  тем,что в турбогенераторном агрегате Дл  автономных скважинных приборов, содержащем гидротурбину и маслозаполненный ротор генератора переменного тока, расположенные на полом приводном валу, уплотнительное устройство приводного вала, маслозаполненный статор,-масл ный компенсатор, поршневой лубрикатор с пружиной) размещенной внутри приводного вала, поршневой, лубрикатор снабжен подвижным полым штоком с обратным клапаном и пробкой на конце со стороны /буровой колонны. При этом масл ный компенсатор размещен непосредственно за турбиной на ее статоре. Уплотнительное устройство выполнено в виде последовательно установленных резиноманжетного, торцового , сто ночного, пр моточного лаби ринтного и импеллёрного уплотнений, причем полость между резиноманжетным и торцовым уплотнени ми сообщена с полостью повышенного давлени  лубрикатора. Кроме того, импеллерное уплотнение и лабиринты пр моточного уплотнени  выполнены на барабане ротора. На чертеже изображен предложенный, турбогенераторный агрегат и часть буровой колонны, общий вид. Турбогенераторный агрегат имеет гидротурбину, состо щую из роторной и статорной частей. Роторна  часть гидротурбины включает роторные лопатки 1, барабан 2 ротора, обтекатель 3, гайку 4, полый приводной вал 5. Статорна  часть гидротурбины включает статорные лопатки 6, статорные стойки 7, корпус 8 статорных лопаток, статорный корпус 9 уплотнений гайку 10 корпуса уплотнений. На барабане 2 ротора выполнены радиальные выступы 11 импеллёрного уплотнени  и лабиринты 12 пр моточного уплотнени , в нем же размещена и резинова  армированна  манжета 13 сто ночного уплотнени . В статорном корпусе 9 уплотнений и гайке 10 размещены уплотнительные устройства полого приводного вала, состо щие из армированных резиноманжетных уплотнений 14 и торцового уплотнени  15. Внутри полого приводного вала 5 размещен поршень 16 лубрикатора, пружина 17. Поршень 16 лубрикатора соединен с полым подвижным штоком 18, на противоположном конце которого размещено заправочное устройство в виде обратного клапана 19 и пробки 20, выход щей в проточную часть буровой-колонны 21. Непосредственно за статорными стойками установлен масл ный; резиновый компенсатор 22, защищенный сверху кожухом 23, имеющим , С целью удобства в эксплуатации горизонтальный разъем.

Генератор переменного тока состоит из статора 24, залитого эпоксидны компаундом и размещенного мехщу корпусом 25 радиально-упорных шарикоподшипников 26, корпусом 27 радиального шарикоподшипника 28, корпусом статора 29 и кольцевого магнитного ротора выполненного из посто нных магнитов 30 и закрепленного на полом привод ном валу 5.

Внутренние полости 31 штока 18, полого приводного вала 5 и статорного корпуса 9 уплотнений заполнены Консистентной протекторной смазкой Через пробку 20. Остальные полости .заполнены трансформаторным маслом через заправочный канал, снабженный пробкой 32, обратным клапаном 33. Дл  возможности прокачки и удалени  воздушных включений из запорного масла в корпусе заднего подшипника 27 выполнен дренажный канал, закрываемый пробкой 34.

Использование электроэнергии турбогенератора осуществл етс  через Iэлектровывод 35. Турбогенераторный агрегат устанавливаетс  непосредственно в колонну буровых труб 36 и крепитс  к ним с помощью шпилек 37 и гаек 38. Стрелками на чертеже показано направление движени  (бурового раствора) промывочнойжидкости в колонне буровых труб при бурении 21 перемещении смазочных материалов внГутри турбогенераторного агрегата при его заправке.

В процессе, работы турбогенераторного агрегата, использующего энергию гидравлического потока промывочной жидкости, компенсатор 22 осуществл ет буферную передачу давлени  на забое в маслрзаполненную полость генератора и под поршень лубрикатора 16 с пружиной 17. Лубрикатор за счет пружины поддавливает консис тентную про,тектррную смазку в полость между манжетньлм 14 и торцовым 15 уплотнени ми (внутреннюю полость статорного корпуса уплотнений 9), создает там дополнительные уплотн юадие зоны по типу суфлерных уплотн ющих зон, что и приводит к надежному разделению маслозаполненных полостей как между собой, так и от промывочно жидкости. По мере израсходовани  смазки за счет продавливани  лубрикатором последней через уплотнительные устройства, полый шток 18 перемещаетс  в проточной части буровой колонны вместе с поршнем 16 лубрикатора . .По величине его выдвижени  осуще.ствл ют контроль за наличием смазки и в случае необходимости производ т ее дозаправку через заправочное устройство на выходном конце Тполого штока. В момент прокачки .промывочнойжидкости лопатки 11 импеллерногс уилотнени  отбрасывают крупные частицы жидкости, а лабиринты 12 пр моточного уплотнени  подстраховывают импеллерное уплотнение и улавливают прорвавшиес  крупные частицы жидкости. В тот момент, когда роторутурбогенераторного агрегата не вращаетс ,предотвращение попадани  крупных частиц выполн ет сто ночное уплотнение 13, выполненное в виде стандартной резиновой армированной манжеты и размещенное на ротор 6м барабане 2.

.В момент вращени  ротора манжета сто ночного уплотнени  13 под дей:твием центробежных а,ил отклон етс  эт шейки гайки 10.корпуса, а в работу вступают импеллерное уплотнение 11 и лабиринты 12 пр моточного уплотнени . ,

Приведенна  конструкци  и компанока турбогенераторного агрегата позво:лила использовать его в забойной инклинометрической системе (ЗИС), прецазначенной дл  непрерьшного контрол , измерени  и передачи на поверхность в процессе бурени  по колонне бурильных труб инклинометрических параметров: зенитного угла (угла наЛлона ), азимутального угла ствола наклонной скважины (азимута) и угла установки отклонител . Применение турбогенераторного агрегата в составе забойной инклинометрической системы (ЗИС) обеспечивает контроль te процессе бурени  за направлением наклонных и вертикальных скважин диаметром от 190 мм и более.

Ожидаемый годовой экономический эффект ЗИС - 100000 руб.,. из них около 20% приходитс  на турбогенера торный агрегат . Годова  потребность- 10 комплектов. Общий годовой экономический эффект турбогенераторного агрегата составит 200.000 руб.

21

Claims (4)

1. Ц54) 1. ТУРБОГЕНЕРАТОРНЫЙ АГРЕГАТ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ СКВАЖИННЫХ ПРИБОРОВ, содержащий гидротурбину и маслозаполненный ротор генератора переменного тока, расположенные на полом приводном валу, уплотнительное устройство'приводного вала, маслозаполненный статор, масляный компен-, сатор, поршневой лубрикатор с пружи ной, размещённой внутри приводного вала, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности турбогенераторного агрегата в работе, поршневой лубрикатор снабжен подвижным полым штоком с обратном ’ клапаном и пробкой на конце со стороны буровой колонны.
2. 2. Агрегат поп.1, отлича годи й с я тем, что масляный компенсатор размещен непосредственно за ' турбиной на ее статоре.
3. 3. Агрегат по пп. 1 и 2,·о т л ичающийся тем, что уплотнительное устройство выполнено в виде последовательно установленных резиноман-т— жетного, торцового, стояночного, прямоточного лабиринтного и импеллер-?

   ногб уплотнений, причем полость между резиноманжетным и торцовым уплотне-. ниями сообщена с полостью повышенного давления лубрикатора.
4. 4. Агрегат по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем^что импёллерное уплотнение и лабиринты прямоточного уплотнения выполнены на барабане ротора.