一种泥浆永磁发电机的制作方法

1.本实用新型涉及发电机技术领域，特别是指一种泥浆永磁发电机。


背景技术：

2.目前，泥浆脉冲无线随钻测斜仪(mwd仪器)主要是使用耐高温锂电池供电，但其存在着诸如耐高温性差，输出电功率较小，操作使用不当时可能爆炸等缺点。尤其是现在，国内外对环保的要求越来越高，电池对环境的危害日趋凸显，电池供电的方式将逐渐被泥浆发电机取代，已成为业界共识。
3.目前常用的泥浆发电机其结构多由叶轮、转子、定子、驱动轴、发电机控制电路、发电机外壳组成，其传动系统采用机械硬连接结构。原理是依靠泥浆流体驱动叶轮旋转，驱动轴驱动电动机转子切割磁力线实现发电，其传动系统是机械硬连接，机械硬性连接对轴系的同心度、加工精度的要求很高，其长期在高温、高速下运转，易造成材料特性降低、轴系同心度偏差加大，零部件损坏，降低了泥浆发电机的使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种泥浆永磁发电机，以提高井下泥浆永磁发电机的使用寿命。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种泥浆永磁发电机，所述泥浆永磁发电机包括：
6.具有空腔结构的打捞头，所述打捞头的空腔结构内部设有密封管；
7.动力组件，所述动力组件的第一端与所述打捞头的端部固定连接；
8.发电机组件，所述发电机组件的第一端与所述动力组件的第二端传动连接；
9.第一隔离套，所述第一隔离套环设于所述打捞头、所述动力组件以及所述发电机组件的外侧；所述第一隔离套的上端通过第一支撑套与所述打捞头固定连接，所述第一隔离套的下端通过第二支撑套与所述发电机组件固定连接；
10.钻杆，所述钻杆设置为筒状，筒状的所述钻杆套环设于所述第一隔离套的外侧；所述钻杆的内壁上端通过所述第一支撑套与所述第一隔离套外壁上端固定连接，所述钻杆的内壁下端通过所述第二支撑套与所述第一隔离套的外壁下端固定连接。
11.可选的，所述发电机组件的第一端与所述动力组件的第二端通过连轴结传动连接。
12.可选的，所述动力组件包括：
13.筒状的涡轮磁套；所述涡轮磁套的第一端通过第一滑动轴承与所述打捞头的端部固定连接；
14.与所述涡轮磁套的内壁固定连接的多个第一磁耦合钢条，多个所述第一磁耦合钢条均匀环布于所述涡轮磁套的内壁上，形成第一筒状结构；
15.与所述第一筒状结构的内壁固定连接的多个第二磁耦合钢条，多个所述第二磁耦
合钢条均匀环布于所述第一筒状结构的内壁上，形成第二筒状结构；
16.设置于所述第二筒状结构内部的内磁轴，所述内磁轴设为管状结构，所述管状结构的第一端与所述密封管的下端连通。
17.可选的，所述涡轮磁套的外壁上均匀环设有多个螺旋叶片。
18.可选的，所述第一筒状结构与所述第二筒状结构之间设置有第二隔离套。
19.可选的，所述发电机组件包括：
20.管状的电机磁轴，所述电机磁轴的第一端通过所述连轴结与所述内磁轴的第二端连通；
21.与所述电机磁轴固定连接的多个永磁磁钢，多个所述永磁磁钢均匀环设于所述电机磁轴的外壁上，形成第三筒状结构；
22.与所述永磁磁钢固定连接的多个电机绕组线包，多个所述电机绕组线包环设于所述的第三筒状结构的外壁上。
23.可选的，所述泥浆永磁发电机还包括：与所述发电机组件第二端通过第二滑动轴承连接的密封组件；
24.所述密封组件包括：密封腔，所述密封腔的上端设有开口，所述开口与所述电机磁轴的第二端连通；
25.密封插头，所述密封插头与所述密封腔的下端固定连接。
26.可选的，所述密封插头内部设置有贯穿所述密封插头的电机输出引线
27.所述电机输出引线的第一端与所述电机绕组线包电连接；所述电机输出引线的第二端与整流电路板电连接。
28.可选的，所述发电机组件还包括：
29.发电机外壳，所述发电机外壳套设于所述电机磁轴、所述永磁磁钢、所述电机绕组线包以及所述密封组件的外部；
30.上盖，所述上盖的上端通过第一滑动轴承与所述涡轮磁套的第二端固定连接，所述上盖的下端与所述发电机外壳的上端固定连接；所述上盖的上端设有容纳所述连轴结的空腔。
31.可选的，所述密封管内部设置有活动柱塞。
32.本实用新型的上述方案至少包括以下有益效果：
33.具有空腔结构的打捞头、动力组件以及发电机组件依次连接，所述空腔结构的打捞头内部设置有密封管并依次与所述动力组件、发电机组件连通，形成密封的内部充油环境；同时在所述打捞头、所述动力组件以及所述发电机组件的外侧套设第一隔离套，并通过第一支撑套将所述第一隔离套的上端与所述打捞头固定连接，端通过第二支撑套将所述第一隔离套的下与所述发电机组件固定连接；所述第一隔离套、所述第一支撑套以及所述第二支撑套形成发电机的防护部分，所述防护部分设置于所述钻杆与所述动力组件以及所述发电机组件之间，可以避免发电机工作时产生的泥浆对钻杆产生的损害，以提高发电机的使用寿命，降低使用及维护成本。
附图说明
34.图1是本实用新型实施例提供的泥浆永磁发电机外形主视图；
35.图2是是图1的a-a向剖视图；
36.图3是是图2中磁耦合部分结构的b-b向剖视图；
37.图4是是图2中发电机组件部分结构的c-c向剖视图；
38.附图标号说明：1、钻杆；2、打捞头；3、第一滑动轴承；4、密封管；5、第一隔离套；6、涡轮磁套；7、内磁轴；8、连轴结；9、活动柱塞；10、螺旋叶片；11、发电机外壳上盖；12、电机磁轴；13、第二支撑套；14、电机绕组线包；15、永磁磁钢；16、第一磁耦合钢条；17、第二隔离套；18、第二磁耦合钢条；19、第一支撑套；20、密封组件；201、密封腔；202、密封插头；21、电路抗压筒；22、电机输出引线；23、第二滑动轴承；24、整流电路板；25、仪器打捞销；26、发电机外壳。
具体实施方式
39.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
40.如图1和图2所示，本实用新型的实施例提出一种泥浆永磁发电机，所述泥浆永磁发电机包括：
41.具有空腔结构的打捞头2，所述打捞头2的空腔结构内部设有密封管4；
42.动力组件，所述动力组件的第一端与所述打捞头2的端部固定连接；
43.发电机组件，所述发电机组件的第一端与所述动力组件的第二端传动连接；
44.第一隔离套5，所述第一隔离套5环设于所述打捞头2、所述动力组件以及所述发电机组件的外侧；所述第一隔离套5的上端通过第一支撑套19与所述打捞头2固定连接，所述第一隔离套5的下端通过第二支撑套13与所述发电机组件固定连接；
45.钻杆1，所述钻杆1设置为筒状，筒状的所述钻杆1套环设于所述第一隔离套5的外侧；所述钻杆1的内壁上端通过所述第一支撑套19与所述第一隔离套5外壁上端固定连接，所述钻杆1的内壁下端通过所述第二支撑套13与所述第一隔离套5的外壁下端固定连接。
46.该实施例中，所述打捞头2、所述动力组件以及所述发电机组件依次连接，所述动力组件运动并带动所述发电机组件运动实现发电；
47.所述打捞头2通过密封管4的下端与所述动力组件的内部以及所述发电机组件的内部连通，并形成空腔，以提供发电机所需的充油环境；所述打捞头2上还固定连接有仪器打捞销25，用于发电机作业时打捞仪器；
48.所述第一隔离套5设置于所述钻杆1的内部，所述动力组件以及所述发电机组件设置于所述第一隔离套5的内部；所述第一隔离套5的外壁上端通过所述第一支撑套19与所述钻杆1的内壁上端固定连接；所述第一支撑套19设置于所述打捞头2与所述钻杆1之间，在所述捞头2的外壁上开设槽口，以固定所述第一支撑套19；
49.所述第一隔离套5的外壁下端通过所述第二支撑套13与所述钻杆1的内壁下端固定连接；在泥浆永磁发电机井下作业时，所述第一隔离套5、所述第一支撑套19以及所述第二支撑套13可以形成防护套，将所述钻杆1与所述动力组件以及所述发电机组件隔离开，进而可以隔绝所述动力组件运动时产生的泥浆，避免泥浆对所述钻杆1产生冲刷，以保护所述
钻杆1，进而提高发电机的使用寿命；
50.进一步的，所述密封管4内部设置有活动柱塞9，所述活动柱塞9的直径小于所述密封管4的直径，以保证所述活动柱塞9可以在所述密封管4内上下移动；在发电机在井下作业时，当空腔内充油环境中的油温升高时，空腔内空气膨胀，促使所述活动柱塞9上移；当空腔内充油环境中的油温降低时，空腔内空气收缩，促使所述活动柱塞9下移；通过所述活动柱塞9的上下移动，以补偿发电机空腔内充油环境的温度变化，避免因温度变化损坏发电机的内部部件，进一步提高发电机的使用寿命。
51.本实用新型的一可选实施例中，所述发电机组件的第一端与所述动力组件的第二端通过连轴结8传动连接。
52.该实施例中，所述连轴结8可以是弹性连轴结，可以选用橡胶材质，当然其他柔性材料亦可，弹性连轴结利用弹性变形来补偿轴与轴之间连接的偏斜和位移，进而减小轴系的同心度偏差，同时弹性连轴结也具有缓冲和减振性能。
53.如图2至3所示，本实用新型的一可选实施例中，所述动力组件包括：筒状的涡轮磁套6；所述涡轮磁套6的第一端通过第一滑动轴承3与所述打捞头2的端部固定连接；
54.与所述涡轮磁套6的内壁固定连接的多个第一磁耦合钢条16，多个所述第一磁耦合钢条16均匀环布于所述涡轮磁套6的内壁上，形成第一筒状结构；
55.与所述第一筒状结构的内壁固定连接的多个第二磁耦合钢条18，多个所述第二磁耦合钢条18均匀环布于所述第一筒状结构的内壁上，形成第二筒状结构；
56.设置于所述第二筒状结构内部的内磁轴7，所述内磁轴7设为管状结构，所述管状结构的第一端与所述密封管4的下端连通。
57.该实施例中，所述涡轮磁套6内壁的圆周上均匀环布有多个第一磁耦合钢条16，多个第一磁耦合钢条16形成的第一筒状结构的内部环布有多个第二磁耦合钢条18，多个第二磁耦合钢条18形成的第二筒状结构内部设置有内磁轴7，管状结构的内磁轴7的第一端与所述密封管4的下端连通，为发电机提供所需的充油环境；
58.所述涡轮磁套6的外壁上均匀环设有多个螺旋叶片10，在发电机工作时，泥浆流体驱动所述螺旋叶片10旋转，进而带动所述涡轮磁套6转动，所述涡轮磁套6转动时，所述第一磁耦合钢条16与所述第二磁耦合钢条18通过磁耦合作用驱动所述内磁轴7转动；
59.本实用新型的一可选实施例中，所述第一筒状结构与所述第二筒状结构之间设置有第二隔离套17，所述第二隔离套17的上端通过第二滑动轴承23与所述打捞头2的端部连接，所述第二隔离套17的下端通过第二滑动轴承23与所述发电机组件连接；所述第二隔离套17的设置可以隔绝所述动力组件运动时产生的泥浆，避免泥浆对所述内磁轴7污染，以保证发电机充油环境的洁净，进而提高发电机的使用寿命。
60.如图2和图4所示，本实用新型的一可选实施例中，所述发电机组件包括：
61.管状的电机磁轴12，所述电机磁轴12的第一端通过所述连轴结8与所述内磁轴7的第二端连通；
62.与所述电机磁轴12固定连接的多个永磁磁钢15，多个所述永磁磁钢15均匀环设于所述电机磁轴12的外壁上，形成第三筒状结构；
63.与所述永磁磁钢15固定连接的多个电机绕组线包14，多个所述电机绕组线包14环设于所述的第三筒状结构的外壁上。
64.该实施例中，所述连轴结8中设置有通孔，管状结构的电机磁轴12过所述通孔与所述内磁轴7的第二端连通，形成发电机所需的充油环境，
65.所述连轴结8可以是弹性连轴结，可以选用橡胶材质，当然其他柔性材料亦可，弹性连轴结利用弹性变形来补偿所述内磁轴7与所述电机磁轴12连接时的偏斜和位移，进而减小轴系的同心度偏差，同时弹性连轴结也具有缓冲和减振性能；
66.在发电机工作时，泥浆流体驱动所述螺旋叶片10旋转，进而带动所述涡轮磁套6转动，所述涡轮磁套6转动时，所述第一磁耦合钢条16与所述第二磁耦合钢条18通过磁耦合作用驱动所述内磁轴7转动；所述内磁轴7转动时通过所述连轴结8带动所述电机磁轴12转动，所述电机磁轴12转动时带动所述永磁磁钢15转动，进而使所述电机绕组线包14可以切割所述永磁磁钢15上的磁力线，形成交流电，进而实现发电；
67.进一步的，所述发电机组件第二端通过第二滑动轴承23连接有密封组件20；
68.所述密封组件20包括：密封腔201，所述密封腔201的上端设有开口，所述开口与所述电机磁轴12的第二端连通；
69.密封插头202，所述密封插头202与所述密封腔201的下端固定连接。
70.该实施例中，所述密封腔201的上端与所述电机磁轴12的第二端连通，所述密封腔201的下端固定连接有密封插头202，所述密封插头202对所述密封腔201的下端进行密封，以形成发电机所需的密封充油环境；
71.进一步的，所述密封插头202内部设置有贯穿所述密封插头202的电机输出引线22；所述电机输出引线22的第一端与所述电机绕组线包14电连接；所述电机输出引线22的第二端与整流电路板24电连接。
72.该实施例中，所述整流电路板24的外部设置有电路抗压筒21，所述电路抗压筒21的上端与所述密封组件20的下端固定连接，以保护所述整流电路板24；同时所述密封插头202的上端将发电机的充油环境与所述整流电路板24隔开，以避免损坏所述整流电路板24；当所述电机绕组线包14可以切割所述永磁磁钢15上的磁力线形成交流电时，通过所述整流电路板24把交流电转化成直流电为发电机提供可靠电源。
73.本实用新型的一可选实施例中，所述发电机组件还包括：发电机外壳26，所述发电机外壳26套设于所述电机磁轴12、所述永磁磁钢15、所述电机绕组线包14以及所述密封组件20的外部；
74.上盖11，所述上盖11的上端通过第一滑动轴承3与所述涡轮磁套6的第二端固定连接，所述上盖11的下端与所述发电机外壳26的上端固定连接；所述上盖11的上端设有容纳所述连轴结8的空腔。
75.该实施例中，所述上盖11与所述发电机外壳26旋接固定，形成所述发电机组件的整体保护外壳，所述上盖11的上端设有空腔及开口以容纳所述连轴结8，所述开口的外壁通过所述第一滑动轴承3与所述动力组件的涡轮磁套6的下端连接；所述发电机外壳26的外壁上开设有槽口，以固定所述第二支撑套13；
76.在具体使用时：通过所述第一支撑套19、所述第一隔离套5以及所述第二支撑套13，组成发电机的外连接及防护部分，以隔绝所述钻杆1与所述涡轮磁套6运动时产生的泥浆，避免泥浆对所述钻杆1产生冲刷，以保护所述钻杆1；
77.所述密封管4、所述内磁轴7、所述连轴结8、所述电机磁轴12以及所述密封腔201依
次连通，形成发电机的密封充油环境；所述内磁轴7的外部设施的第二隔离套17，以隔绝外部的泥浆与所述内磁轴7内部的充油，以提供洁净的充油环境；所述密封管4内部设置的可移动的活动柱塞9，在充油环境内部的温度发生变化时，可上下移动一定的距离，以补偿井下温度变化引起的充填油膨胀，避免损坏发电机。
78.所述动力组件，泥浆产生动力驱动所述涡轮磁套6上的螺旋叶片10旋转，所述涡轮磁套6通过所述第一磁耦合钢条16与所述第二磁耦合钢条18通过磁耦合作用，驱动所述内磁轴7，并通过所述连轴结8带动所述电机磁轴12旋转，所述电机磁轴12旋转时，使所述电机绕组线包14切割所述永磁磁钢15上的磁力线，形成交流电再通过所述整流电路板24把交流电转化成直流电为发电机提供可靠电源。
79.本实用新型的上述实施例提供的泥浆永磁发电机在使用过程可以有效避免泥浆对发电机部件的损害，以提高发电机的使用寿命，降低维护及使用成本。
80.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。