专利名称：井下泥浆发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在石油钻井工程中用于无线随钻测量仪器供电的井下泥浆发电机。
背景技术：
目前，石油钻井行业的无线随钻测量仪器的供电系统，公知的方法是采用锂电池及泥浆发电机供电。随着地质导向技术、随钻测井技术及闭环钻井技术在油田开发过程中得到了普遍的应用，井下复杂测控系统要有充足的电源能量供应作为保证，而锂电池存在较多的缺点，其能量和温度范围有限；安全性差；对环境造成污染；使用成本高。
目前公知的泥浆发电机其结构由叶轮、转子、定子、驱动轴、变速器、发电机控制电路、发电机外壳组成。传动系统采用机械硬连接结构。其原理是泥浆流体驱动叶轮旋转，驱动轴通过变速器减速驱动电动机转子旋转，切割磁力线实现发电。其缺点整个传动系统是机械硬性连接，变速器齿轮箱无润滑和降温措施，长期高速转动易损坏，降低了泥浆发电机的使用寿命；机械硬性连接对轴系的同心度加工精度提出了更高的要求，材料特性降低或轴系同心度偏差均会造成泥浆发电机寿命降低；另外，不同的排量下，泥浆发电机必须更换不同类型及尺寸的转子，限制了泥浆发电机的排量适应范围。
发明内容
本发明的目的是为了提供在石油钻井行业中用于无线随钻测量仪器供电的井下泥浆发电机。与现有技术相比，传动系统采用磁力耦合器技术，利用内外磁力耦合产生的滑差效应及磁力耦合软连接技术保护发电机，使发电机在井下可靠工作。
本发明所述的井下泥浆发电机由涡轮、驱动轴、变速器、磁力耦合器内磁转子、隔套、磁力耦合器外磁转子、发电机组成。
本发明所述的井下泥浆发电机特征是井下泥浆发电机上部为圆柱形涡轮，涡轮上有转子和叶片，涡轮旁有泥浆流道，涡轮下部为液体分配器，液体分配器和驱动轴之间有密封件，液体分配器下部是油腔体，油腔体内装配有驱动轴、变速器、液力平衡系统及磁力耦合器内磁转子，磁力耦合器内磁转子下部是凹状的隔套，隔套下部为空气腔体，空气腔体上部装配有带轴的磁力耦合器外磁转子，空气腔体中部为发电机、控制电路及数据平台，空气腔体下部为发电机轴及轴承座。
本发明所述的井下泥浆发电机具有的有益效果是传动系统采用磁力耦合器实现柔性连接，降低了对轴系的同心度加工精度；变速器工作在液压油中，延长使用寿命；磁力耦合器的滑差效应扩宽了发电机适应范围(20-40L/S)，简化了涡轮转子配比，限制了发电机极限转速，保护发电机，使发电机可靠工作。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1表示“井下泥浆发电机”内部结构剖面图1、涡轮2、驱动轴 3、液体分配器 4、密封件 5、变速器6、磁力耦合器内磁转子7、隔套8、磁力耦合器外磁转子9、发电机 10、控制电路 11、数据平台 12、泥浆流道 13、油腔体14、液力平衡系统 15、空气腔体
具体实施例方式现结合说明书附图，对本发明作进一步描述。
图1表示井下泥浆发电机内部结构剖面图。井下泥浆发电机上部是圆柱形的涡轮1，涡轮1上有转子和叶片，涡轮1旁有泥浆流道12，涡轮转子下部是液体分配器3，液体分配器3和驱动轴2之间有密封件4，液体分配器3下部是油腔体13，油腔体13一侧是液力平衡系统14，在驱动轴2下部、油腔体13上部有变速器5，变速器轴下端装有磁力耦合器内磁转子6，磁力耦合器内磁转子6下部是凹状的隔套7，隔套7下部是空气腔体15，空气腔体15上部装配有带轴的磁力耦合器外磁转子8，磁力耦合器内外磁转子通过磁力作用在轴向上相互定位，空气腔体15中部是发电机9、控制电路10、数据平台11，空气腔体15下部是发电机轴及轴承座。隔套实现油腔体到空气腔体的密封，当泥浆冲刷涡轮带动驱动轴旋转，经过变速器减速驱动使磁力耦合器内磁转子旋转，磁力耦合器外磁转子则跟随同步旋转，从而带动发电机转轴旋转，实现无接触传递动力。当泥浆排量较高时，磁力耦合器内外磁转子会产生滑差效应，即磁力耦合器内外磁转子不同步旋转，发电机转轴的转速不会达到极限，而是保持恒定转速。井下泥浆发电机与数据平台组合实现下传通讯技术。
权利要求
1.一种井下泥浆发电机，包括涡轮(1)、驱动轴(2)、变速器(5)、磁力耦合器内磁转子(6)、隔套(7)、磁力耦合器外磁转子(8)、发电机(9)，其特征是井下泥浆发电机上部为圆柱形涡轮(1)，涡轮(1)下部装有驱动轴(2)，驱动轴(2)通过变速器(5)连接磁力耦合器内磁转子(6)，磁力耦合器内磁转子(6)下部是凹状的隔套(7)，隔套(7)下部是凹状的磁力耦合器外磁转子(8)，磁力耦合器外磁转子(8)与发电机(9)同轴连接。
2.根据权利要求1所述的井下泥浆发电机，其特征是油腔体(13)内注满液压油，一侧装有液压平衡系统(14)。
全文摘要
本发明公开了一种用于随钻仪器供电的井下泥浆发电机，包括涡轮、驱动轴、变速器、磁力耦合器内磁转子、隔套、磁力耦合器外磁转子、发电机，该井下泥浆发电机采用磁力耦合器技术，泥浆冲刷涡轮带动驱动轴旋转，经过变速器使磁力耦合器内磁转子旋转，磁力耦合器外磁转子则跟随同步旋转，从而带动发电机转轴旋转，切割磁力线而发电，实现了无接触传递动力；当排量高时，利用磁力耦合器内外磁转子产生的滑差效应保护发电机；变速器工作在油里，使发电机在井下可靠工作；井下泥浆发电机与数据平台组合实现下传通讯技术。
文档编号H02K51/00GK1865693SQ200610044970
公开日2006年11月22日 申请日期2006年6月22日 优先权日2006年6月22日
发明者杨锦舟, 林恩怀, 张海花, 肖红兵, 杨全进, 郭淑会 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院