专利名称：一种用于气体钻井的涡轮发电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种发电机，尤其是一种用于气体钻井的涡轮发电机。
背景技术：
泥浆涡轮发电机作为井下随钻仪器的重要组成部分，已经广泛应用在泥浆钻井领 域，但在气体钻井中，由于发电机涡轮的驱动介质密度明显降低，由涡轮转子直接提供的极 限扭矩非常小，现有的泥浆涡轮发电机很难驱动发电机转子轴，因此，不适用于气体钻井。
发明内容为了克服现有的涡轮发电机扭矩小，不适用于气体钻井的不足，本实用新型提供 一种用于气体钻井的涡轮发电机，该涡轮发电机在不改变发电机本体的情况下，将高速低 扭矩变为低速高扭矩，能够适用于气体钻井。本实用新型的技术方案是一种用于气体钻井的涡轮发电机，包括耦合器转子、涡 轮转子及其内部的涡轮转子轴，所述的涡轮转子轴的下端连接减速机的输入轴，减速机的 输出轴与拨叉连接，所述的拨叉下端有拨爪，拨爪与磁耦合器外罩外部的凹槽相配合，所述 的磁耦合器外罩置于耦合器转子外部。本实用新型具有如下有益效果由于采取上述方案，涡轮转子与耦合器转子之间 增加了减速机及拨叉，通过减速机将涡轮转子输出轴的高转速低扭矩转变为低转速高扭 矩，从而带动发电机转子转动，避免了改变发电机输出电路，而使其能够适应气体钻井的特 殊需要。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是发电机本体的结构示意图；图3是沿图1中A-A的剖面图。图中1-耦合器转子，2-隔磁罩，3-发电机转子轴，4-上减震垫，5-上轴承座，6-发 电机定子，7-发电机转子，8-下轴承座，9-下减震垫，10-抗压外壳，11-钻挺，12-钻挺保 护套，13-导流定子，14-涡轮转子，15-涡轮转子轴，16-减速机，17-拨叉，18-外磁转子， 19-磁耦合器外罩，20-销钉，170-拨爪。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图1结合图2、图3所示，一种用于气体钻井的涡轮发电机，包括耦合器转子1、 涡轮转子14及其内部的涡轮转子轴15，所述的涡轮转子轴15的下端通过平键连接减速机 16的输入轴，减速机16的输出轴同样通过平键与拨叉17连接，所述的拨叉17下端有拨爪 170，拨爪170为对称分布的两个，磁耦合器外罩19外部同样有两个对称分布的凹槽，拨爪 170与凹槽相配合，所述的磁耦合器外罩19置于耦合器转子1外部。由于在涡轮转子14 与发电机转子轴3之间加装了减速机16，利用机械减速的方式达到降低转速提高转矩的目的，减速机16带动拨叉17转动时，通过拨爪170带动磁耦合器外罩19转动，最终通过磁耦 合的方式将涡轮转子14的旋转输出传递给发电机转子轴3。涡轮转子14的上部有导流定子13固定在涡轮转子轴15外部，稳定的轴向气体进 入导流定子13，经过导流定子13的导流后加速，以垂直涡轮转子14叶片的方向冲击涡轮 转子14，由于高速旋转的涡轮会对钻挺11内壁产生较大冲蚀，因此在钻挺11内加装钻挺保 护套12，通过高强度销钉20将其固定在钻挺11内壁，钻挺保护套12磨损后可以卸下销钉 20进行更换。在磁耦合外罩19内部置有外磁转子18，外磁转子18内部为隔磁罩2，隔磁罩 2采用无磁性钛合金或铝合金制作，无接触式磁耦传输方式即减少了密封环节，又增加了在 振动情况下能量传输的可靠性。隔磁罩2内部有耦合器转子1，耦合器转子1固定在发电机 转子轴3上，通过无接触式磁耦传输方式传输涡轮转矩，内磁转子1与外磁转子18的磁片 由永磁铁烧结而成，磁片N、S极交替布置环绕一周，在安装内外磁片过程中，磁片缝隙处均 勻填涂705硅胶，既起到粘合磁片作用，又可带来减震效果，然后整体套入磁片保护套中。图2为井下气体涡轮发电机本体的结构图，发电机转子轴3两端的深沟球轴承分 别固定于其相应的上轴承座5及下轴承座8之中，轴承座采用拨叉联接的方式将发电机定 子6固定，这样使得发电机定子6、发电机转子7及上轴承座5、下轴承座8成为整体，然后 通过平键连接方式将整体与外抗压壳10固定，在上轴承座5与隔磁罩2之间设置有上减 震垫4、下轴承座8与抗压外壳10之间设置有下减震垫9，可以减小仪器轴向振动，吸收了 发电机本体大部分振动。本实用新型以泥浆涡轮发电机为设计基础，在不改变发电机输出电路的前提下， 为涡轮驱动部分增加减速机构，增大涡轮输出扭矩，设计出在气体钻井中可以产生与泥浆 井中输出功率一致的大功率涡轮发电机。同时，开发多系列井下气体驱动涡轮组件，在井下 气体流量改变或放置发电机本体的钻铤变化时，更换驱动涡轮组件，这样进一步拓宽了其 使用范围。
权利要求一种用于气体钻井的涡轮发电机，包括耦合器转子(1)、涡轮转子(14)及其内部的涡轮转子轴(15)，其特征在于所述的涡轮转子轴(15)的下端连接减速机(16)的输入轴，减速机(16)的输出轴与拨叉(17)连接，所述的拨叉(17)下端有拨爪(170)，拨爪(170)与磁耦合器外罩(19)外部的凹槽相配合，所述的磁耦合器外罩(19)置于耦合器转子(1)外部。
专利摘要本实用新型涉及一种用于气体钻井的涡轮发电机。主要解决现有的涡轮发电机扭矩小，不适用于气体钻井的问题。其特征在于所述的涡轮转子轴(15)的下端连接减速机(16)的输入轴，减速机(16)的输出轴与拨叉(17)连接，所述的拨叉(17)下端有拨爪(170)，拨爪(170)与磁耦合器外罩(19)外部的凹槽相配合，所述的磁耦合器外罩(19)置于耦合器转子(1)外部。该涡轮发电机在不改变发电机本体的情况下，将高速低扭矩变为低速高扭矩，能够适用于气体钻井。
文档编号H02K7/10GK201730645SQ20102029806
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者王磊 申请人:中国石油集团钻井工程技术研究院