专利名称：无源磁电转换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种往复运动的永久磁体磁电转换装置，具体地说，可以用于油田油井采油的加热和提供井下测试仪器用电的无源磁电转换装置。
做为无源磁电转换装置，使用历史悠久，大量用于发电设备及电动机等机械中。但应用与发电一体化的实例很少，特别是用于油井更少见。在石油油井进入抽油期时，由于原油品质随油田不同差别较大，对于高粘稠、高蜡质原油给采油和输油带来很大困难，需要加热，一般使用电热方法，并要有很好的保温措施。特别是对于井下，由于空间限制，难以加装加热装置。对于深井油层加热装置，中国专利申请93229487.1公开了一种“深井石油电磁加热器”，它是由地面电磁加热器、控制器、深井油层电磁加热器、抽油管组成。加热器结构由内向外为油管、绝缘层、铜线圈、绝缘布构成，向铜线圈通电形成强磁场，在油管管壁形成涡流产生200～800℃高温，用以加热原油。产生温度由井上控制器控制电流大小来调节。但此种加热方式需由铜线产生磁场，必须外加电源。绝缘层也较复杂，对于现有采油井管，加装此装置困难。此外，采油井测试虽然所需电能很少，也需有电源供应，过去都是由井上电源通过电源线通到地下，易产生故障，很不方便。
本实用新型的目的在于避免上述存在的不足而提出一种装置简单，运行可靠，调整容易的，无外加电源，利用永久磁片在油管及附属线圈中运动，通过磁涡流产生热量，且可提供电能的无源磁电转换装置。
本实用新型可以用如下方法来实现，此无源磁电转换装置，总体由管管、动轴、扶正器和永久磁片构成，在动轴上具有扶正器，并串接有永久磁片，相邻永久磁片之间放置有隔磁元件。
本实用新型还可以用如下方法来实现无源磁电转换装置中相邻设置的永久磁片外缘磁极相反，隔磁元件为隔磁片，隔磁片直径相同或小于永久磁片，隔磁片和永久磁片中心设有圆孔，串接于动轴上。永久磁片和隔磁片面上还可共同设有通孔结构或成花瓣状缺口结构，通孔或花瓣上下应对齐。此外，可在套管外与套管固定装置一根外管，形成双管结构。在套管内壁还可以固定相邻配置的圆环状永久磁环和隔磁环，相邻永久磁环内边缘磁极反相配置。
磁电转换装置所设扶正器可有几种结构，1．扶正器为车轮状，与套管或外管壁相配合，中心滑动连接动轴。2．扶正器为非金属圆环片，中心圆孔套装在动轴上，可放置在永久磁片的上面、下面或在中部隔一段配置一片非金属圆环片。3．扶正器为具有加强筋条的星状结构，中心圆孔套接固定于动轴上、下两端，可为三根筋星状结构，每根筋外端设有靠于套管或外管壁的滑轮。
在贴合套管壁处设置有线圈，线圈可为单层或多层密绕，其整体线圈中心截面应与动轴往复运动上下限之中心截面处于同一平面。此外，在最外层管外壁装置有保温层。
本实用新型相比现有技术具有如下优点由于采用无源磁电转换装置，无需经电源线连通井口电源，省却了检修工作量，方便了管理工作。本装置结构简单、紧凑，装配容易，成本低，调整永久磁片组长短(即调节磁通量)或调节线圈圈数，即能调节热量或电量输出。不需要电量输出时也可不安装线圈。每组即每个单元装置的动轴可用螺纹或法兰连接在抽油杆上，套管与抽油管相连，安装调整容易。本实用新型还可以用于其他流体的加热或需求电能的工艺中。
附图的图面说明如下
图1为本实用新型扶正器为星状结构的无源磁电转换装置的总体结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为套管内壁装置永久磁环和隔磁环及磁性结构示意图；图4永久磁片和隔磁片为三瓣花瓣状缺口结构的俯视图；图5永久磁片和隔磁片为通孔结构的俯视图；图6为没有安装线圈的扶正器为非金属圆环片的无源磁电转换装置总体结构示意图；图7星状结构扶正器俯视图；图8车轮状结构扶正器构造图。
下面结合应用于抽油井的实施例对附图作进一步说明，实施例采用双层管即在套管外加装外管。本装置用途较广，既可以用于油井采油时加热原油，也可以用于其他物质特别是液体的加热，同时还可以设置发电线圈11，用于发电。图1、2、6表示出本实用新型总体结构，在套管2外固定有外管1，套管2与外管1内里相通，原油流经套管2内、外壁，使本装置产生的热充分接触原油，不损失热量。为增加往复运动产热的效率，在套管2内壁上增添配置永久磁环7，相邻配置的磁环内缘磁极相反，相邻永久磁环间配置有隔磁环8，其结构示意于图3。动轴3上安装的相邻永久磁片5的外缘磁极极性反相配置，永久磁片5之间用隔磁片6隔开，永久磁片5和隔磁片6中心是一圆孔，组装后可用螺栓、键销、紧密配合等方法固定在动轴3上。永久磁片5和隔磁片6面上还可以共同设计成花瓣状，或有通孔的结构，见图4、5，各片花瓣或通孔要上下对齐，否则会产生抽油阻力。隔磁片6直径应同于或小于永久磁片5直径，每口井，可安装多套该装置，以适应不同品质原油的采油。
应用于采油井时，套管2(在不设外管时)或外管1可套接在抽油管上，抽油杆最好用螺纹扣与本装置动轴3连接，例如本文附图示意，也可采用多种其他连接方式。在套管2内壁还可贴合有密绕或多层绕制线圈11，线圈11切割磁力线产生电流，线圈11的贴合可采用现有技术，如用直接粘结；缠绕在固定于内套管2壁上的框架等方法实现，不再详述。永久磁片5圆周外缘与线圈11内径之间留有较小空隙。如不安装线圈11则永久磁片5应与套管2内壁安装之永久磁环7留有较小间隙，没有线圈11之装置如图6所示，用扶正器4可保证此较小空隙的实现。每一组本装置可同时具备加热和发电功能，也可以分别设计有加热和发电功能。
本装置中的扶正器，如图7，其中心固定在动轴3上，为星状结构，周围附有加强筋条，本附图是具有三根筋条的扶正器结构，每根筋条的端部设有一短轴，穿上滑轮10，滑轮10靠在套管2壁上，当动轴3上往复运动时，接触套管壁转动，保持转轴3处于套管2中心位置。用于抽油井时，扶正器4采用另一种非金属圆环片9最为方便，非金属圆环片9原则上可安装于动轴3任意位置，任意数量，最好均匀分布于永久磁片5上、下和中部，与永久磁片5一起安装于动轴3上。非金属圆环片9外缘应稍大于永久磁片5外缘。扶正器4还可使用车轮状，见图8，上下两套，固定于套管2或外管1内壁，动轴3在车轮状扶正器4中心孔中上下滑动。在最外层管的外壁最好设置有保温层12，以防止热散失。
本装置不但能用于抽油井，也适用于其他需要流体加热或发电设施上，使用广泛、灵活。
权利要求1.一种无源磁电转换装置，由套管(2)、动轴(3)、扶正器(4)和永久磁片(5)构成，其特征在于动轴(3)上具有扶正器(4)并串接有永久磁片(5)，相邻永久磁片(5)间放置隔磁元件。
2.如权利要求1所述之无源磁电转换装置，其特征在于相邻永久磁片(5)外缘磁极相反。
3.如权利要求1所述之无源磁电转换装置，其特征在于隔磁元件为隔磁片(6)，隔磁片(6)直径相同或小于永久磁片(5)，隔磁片(6)和永久磁片(5)中心设有圆孔，串接于动轴(3)上，在面上还可共同制成通孔或花瓣状缺口。
4.如权利要求1所述之无源磁电转换装置，其特征在于在套管(2)内壁还可以固定相邻配置的圆环状永久磁环(7)和隔磁环(8)，相邻永久磁环(7)内缘磁极反相配置。
5.如权利要求1所述之无源磁电转换装置，其特征在于贴合套管(2)壁处设有线圈(11)，线圈(11)可为单层或多层密绕，其中心截面应与动轴(3)往复运动上下限之中心截面处于同一平面。
6.如权利要求1所述之无源磁电转换装置，其特征在于可在套管(2)外与套管(2)固定装置一根外管(1)。
7.如权利要求1或4所述之无源磁电转换装置，其特征在于扶正器(4)可选取下面结构的一种1．扶正器(4)可为车轮状，与套管(2)或外管(1)壁相配合，中心滑动连接动轴(3)；或2．扶正器(4)为非金属圆环片(9)，中心圆孔套装于动轴(3)上，可置于永久磁片(5)的上面、下面或在中部隔一段配置一片非金属圆环片(9)；或3．扶正器(4)为具有加强筋条的星状结构，中心圆孔套接固定于动轴(3)上、下两端，每根筋外端设有靠于套管(2)或外管(1)壁的滑轮(10)，可为三根筋星状结构。
8.如权利要求1所述之无源磁电转换装置，其特征在于在最外层管外壁装有保温层(12)。
专利摘要本实用新型为一种无外加电源的加热和发电用磁电转换装置。动轴上固定有永久磁片和隔磁片,动轴上装有扶正架,往复运动的磁片使套管壁产生磁涡流热。在套管外还可加装一根外管以充分利用热能。在套管内壁安置永久磁环时,磁效应更强。如在套管壁贴合有线圈,可提供一定量电能。在动轴连接抽油杆用于采油时,可降低原油粘度,使操作顺利,产量增加。本装置结构简单,装配方便,调整容易,使用可靠,易于推广。
文档编号H05B6/00GK2311099SQ9722228
公开日1999年3月17日 申请日期1997年9月3日 优先权日1997年9月3日
发明者孙平 申请人:孙平