专利名称：一种井下发电机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油矿开采、地质勘探等钻井领域，特别涉及一种井下发电机组。
背景技术：
随着石油开采、矿山勘探、地质勘探等钻探工程任务不断增加，各种资源不断消耗从而导致资源的储存量不断减少，对新的资源的开采也变得越来越困难，为了满足钻探工程的需要，在钻井仪器中装入更多的测量传感器等检测设备，以获得更多的矿井中矿产资源的相关信息，如此就需要有输出功率足够大的供电设备，而目前很多情况下，工程人员还在使用蓄电池为钻井仪器的检测设备供电。在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题由于蓄电池的容量有限，已经不能满足钻井仪器的检测设备长时间的供电需要，在钻井过程中需要频繁的将深入地下的钻井仪器起出更换蓄电池，导致钻井工人的劳动强度大，且钻井效率低下，钻井工程的成本也相应较高。
实用新型内容为了解决现有技术中蓄电池的容量有限，不能满足钻井仪器的检测设备长时间的供电需要的问题，本实用新型实施例提供了一种井下发电机组。所述技术方案如下一种井下发电机组，所述发电机组包括顺次轴向对接的第一级发电机至第N级发电机、联轴器和整流桥，N大于等于二，所述发电机组中的每级发电机包括外壳、定子组件、转子、转子轴、前端轴承座和后端轴承座，所述第一级发电机的后端轴承座上和所述第一级发电机的外壳上设置有防转机构，通过所述防转机构使所述第一级发电机的后端轴承座和所述第一级发电机的外壳固定，N级发电机中相邻的两级发电机之间的连接结构均相同，下一级发电机的转子轴和上一级发电机的转子轴通过所述联轴器连接，下一级发电机的前端轴承座和上一级发电机的后端轴承座连接，下一级发电机的外壳和上一级发电机的外壳连接，所述第N级发电机的后端设置有所述整流桥，所述整流桥用于将所述发电机组的电流整合输出。具体地，作为优选，所述防转机构为键槽结构。作为优选，所述N级发电机中的每级发电机的外壳的端部均设置有螺纹结构，所述相邻的两级发电机的外壳通过所述螺纹结构连接。进一步地，所述第N级发电机的外壳和所述第N级发电机的定子组件采用公差配合，且累计公差小于等于所述第N级发电机的气隙尺寸。作为优选，所述第N级发电机的外壳和所述第N级发电机的定子组件的公差为H9/d9。作为优选，所述第N级发电机的外壳和所述第N级发电机的定子组件的公差为D9/h9。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是[0013]通过联轴器把多台发电机串联起来，如此发电机组输出功率大大提高,并通过整流桥将电流整合输送给钻井仪器的检测设备，为其提供足够容量的稳定的直流电源，避免了因蓄电池容量不足造成频繁起下钻井仪器，大大减轻了钻井工人的劳动强度，提高了钻井效率，而且降低了钻井工程花费的成本，另外，本实用新型的发电机组结构简单，安全可靠，工作寿命长。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实 施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型实施例提供的所述井下发电机组的剖面图。其中1外壳，11螺纹结构，2定子组件，3转子轴，4前端轴承座，5后端轴承座，51防转机构，6第一级发电机，7第二级发电机，8第三级发电机，9联轴器，10整流桥。具体实施结构为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施结构作进一步地详细描述。如图I所示，一种井下发电机组，所述发电机组包括顺次轴向对接的第一级发电机6至第N级发电机、联轴器9和整流桥10，N大于等于二，所述发电机组中的每级发电机包括外壳I、定子组件2、转子、转子轴3、前端轴承座4和后端轴承座5，所述第一级发电机6的后端轴承座5上和所述第一级发电机6的外壳I上设置有防转机构51，通过所述防转机构51使所述第一级发电机6的后端轴承座5和所述第一级发电机6的外壳I固定,N级发电机中相邻的两级发电机之间的连接结构均相同，下一级发电机的转子轴3和上一级发电机的转子轴3通过所述联轴器9连接，下一级发电机的前端轴承座4和上一级发电机的后端轴承座5连接，下一级发电机的外壳I和上一级发电机的外壳I连接，所述第N级发电机的后端设置有所述整流桥10，所述整流桥10用于将所述发电机组的电流整合输出。其中，N取大于等于二的自然数，如图I所示的实施例，本实用新型提供的井下发电机组由三级发电机串接得到，即N为三，第一级发电机6、第二级发电机7和第三级发电机8顺次轴向对接，第一级发电机6和第二级发电机7之间的连接结构与第二级发电机7和第三级发电机8的连接结构是相同的，第二级发电机7和第一级发电机6之间设置有联轴器9，联轴器9分别与第二级发电机7的转子轴3和第一级发电机6的转子轴3连接，第二级发电机7的前端轴承座4和第一级发电机6的后端轴承座5相连，第二级发电机7的外壳I和第一级发电机6的外壳I连接，第三级发电机8的后端设置有整流桥10，整流桥10用于将发电机组的电流整合输出。如图I所示的实施例，本实用新型提供的井下发电机组由三级发电机串接得到，即N为三，其中，每级发电机的转子轴3纵向插入定子组件2内部，前端轴承座4的中部和转子轴3的前端连接，前端轴承座4的两端和定子组件2的前端固定，后端轴承座5和前端轴承座4对称，后端轴承座5的中部和转子轴3的后端连接，后端轴承座5的两端则和定子组件2的后端固定；在相邻两级发电机之间设计一种专用联轴器9，联轴器9也可以为现有技术的成品，第一级发电机6和第二级发电机7之间、第二级发电机7和第三级发电机8之间均设置该联轴器9，联轴器9可以为柱销式，分别装入相邻两级的转子轴3中，保证前后相邻两级发电机的转子轴3相连且同步转动；为了防止第一级发电机6的定子组件2在交变磁场作用下和外壳I相对转动，在第一级发电机6的外壳I和后端轴承座5上设计防转机构51，使定子组件2和外壳I保持相对静止，而第二级发电机7前端轴承座4通过键槽结构搭接到第一级发电机6的后端轴承座5，使第二级发电机7的定子组件2与第一级发电机6的定子组件2相连接，而第二级发电机7的外壳I相对于第二级发电机7的定子组件2是活动的，将第二级发电机7的外壳I套装在第二级发电机7的定子组件2上，将第二级发电机7的外壳I和第一级发电机6的外壳I相连,如此第一级发电机6和第二级发电机7串接完成，第三级发电机8按照同样原理与第二级发电机7串接，在第三级发电机8的后端设置一个整流桥10，整流桥10属于现有技术，其目的在于将各级发电机的电流进行整合并输出到相关钻井仪器的检测设备，最终该发电机组安装完成。本实用新型通过联轴器9把多台发电机串联起来，如此发电机组输出功率大大提高，并通过整流桥10将电流整合输送给钻井仪器的检测设备，为其提供足够容量的稳定的·直流电源，避免了因蓄电池容量不足造成频繁起下钻井仪器，大大减轻了钻井工人的劳动强度，提高了钻井效率，而且降低了钻井工程花费的成本，另外，本实用新型的发电机组结构简单，安全可靠，工作寿命长。具体地，作为优选，如图I所示，所述防转机构51为键槽结构。即在第一级发电机6的后端轴承座5上设置一个键，而在第一级发电机6的外壳I上设置一个相对应的槽，通过键和槽的配合使第一级发电机6的后端轴承座5和第一级发电机6的外壳I不能相对转动。作为优选，如图I所示，所述N级发电机中的每级发电机的外壳I的端部均设置有螺纹结构11，所述相邻的两级发电机的外壳I通过所述螺纹结构11连接。如图I所示的实施例的井下发电机组，在每级发电机的外壳I的两端或者一端设置爱克母螺纹，便于相邻两级发电机的外壳I之间通过螺纹结构11旋转装配，螺纹结构11也可用于和其他相关设备连接。进一步地，如图I所示，所述第N级发电机的外壳I和所述第N级发电机的定子组件2采用公差配合，且累计公差小于等于所述第N级发电机的气隙尺寸。作为优选，所述第N级发电机的外壳I和所述第N级发电机的定子组件2的公差为 H9/d9。作为优选，所述第N级发电机的外壳I和所述第N级发电机的定子组件2的公差为 D9/h9。如图I所示的实施例的井下发电机组，由三级发电机串接得到，气隙是指定子组件2和转子之间的空隙，气隙是磁场的通路，也是能量转换的通路；第二级发电机7的定子组件2和第一级发电机6的定子组件2是固定连接的，而第二级发电机7的外壳I需要与第一级发电机6的外壳I旋合固定，即第二级发电机7的外壳I相对第二级发电机7的定子组件2是可以转动的，如此就要按照物体相互转动的“公差配合”来设计，其中“公差配合”是评定产品的一项重要技术指标，在目前的相关标准中均有规定说明，在本实施例中，第二级发电机7的外壳I与定子组件2公差一般采用H9/d9或者D9/h9，通过实验发明人发现，第二级发电机7的外壳I与定子组件2的累计公差要小于等于气隙尺寸，否则会出现扫膛现象，即转子与定子组件2发生摩擦，造成设计失败，而本实施例中的第三级发动机的安装方法和第二级发电机7是相同的。另外，井下发电机组外径尺寸不能太小，一般外壳I外径在70mm以上；目前本实用新型已经应用于大尺寸无线电磁波随钻测量系统EMWD中，通过地面实验和上井随钻考核，证明利用本实用新型的发电机组是一种安全可靠的超大功率的供电设备；本实用新型的发电机组还可以根据实际情况增加单级发电机的数量，如此大大增加了发电机组的应用空间。上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。·
权利要求1.一种井下发电机组，其特征在于，所述发电机组包括顺次轴向对接的第一级发电机至第N级发电机、联轴器和整流桥，N大于等于二，所述发电机组中的每级发电机包括外壳、定子组件、转子、转子轴、前端轴承座和后端轴承座，所述第一级发电机的后端轴承座上和所述第一级发电机的外壳上设置有防转机构，通过所述防转机构使所述第一级发电机的后端轴承座和所述第一级发电机的外壳固定，N级发电机中相邻的两级发电机之间的连接结构均相同，下一级发电机的转子轴和上一级发电机的转子轴通过所述联轴器连接，下一级发电机的前端轴承座和上一级发电机的后端轴承座连接，下一级发电机的外壳和上一级发电机的外壳连接，所述第N级发电机的后端设置有所述整流桥，所述整流桥用于将所述发电机组的电流整合输出。
2.根据权利要求I所述的发电机组，其特征在于，所述防转机构为键槽结构。
3.根据权利要求I所述的发电机组，其特征在于，所述N级发电机中的每级发电机的外壳的端部均设置有螺纹结构，所述相邻的两级发电机的外壳通过所述螺纹结构连接。
4.根据权利要求I所述的发电机组，其特征在于，所述第N级发电机的外壳和所述第N级发电机的定子组件采用公差配合，且累计公差小于等于所述第N级发电机的气隙尺寸。
5.根据权利要求4所述的发电机组，其特征在于，所述第N级发电机的外壳和所述第N级发电机的定子组件的公差为H9/d9。
6.根据权利要求4所述的发电机组，其特征在于，所述第N级发电机的外壳和所述第N级发电机的定子组件的公差为D9/h9。
专利摘要本实用新型公开了一种井下发电机组，包括顺次轴向对接的第一级发电机至第N级发电机、联轴器和整流桥，N大于等于二，第一级发电机的后端轴承座上和第一级发电机的外壳上设置有防转机构，通过防转机构使第一级发电机的后端轴承座和第一级发电机的外壳固定，N级发电机中相邻的两级发电机之间的连接结构均相同，下一级发电机的转子轴和上一级发电机的转子轴通过联轴器连接，下一级发电机的前端轴承座和上一级发电机的后端轴承座连接，下一级发电机的外壳和上一级发电机的外壳连接，第N级发电机的后端设置有整流桥，用于将发电机组的电流整合输出。本实用新型通过联轴器把多台发电机串联，为钻井检测设备提供足够电源。
文档编号H02K7/20GK202759336SQ20122036096
公开日2013年2月27日 申请日期2012年7月24日 优先权日2012年7月24日
发明者魏志刚 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团钻井工程技术研究院