一种机抽井井下直线感应发电装置的制作方法

本发明涉及石油开采的机抽井井下发电装置，属于石油有杆泵采油技术领域。

背景技术：

目前,油田油井生产的安全性来源于井下的监测装置。而国内大多数的抽油井井下测量与监测工具来源于锂电池，但是由于井下空间狭小，难以采用高容量的大体积电池，导致井下锂电池的电量很有限，且需要经常更换。现如今井下测量装置已经由储存式测量转变为无线传输测量，但是无线实时传输装置的电源在井下连续工作绝大部分达不到200h，因此为了使井下测量装置继续工作，采油工人在测量装置电力不足时，必须停止采油作业，重新给装置换装新电池，这一过程就会导致油井停产，给油田带来巨大的损失。综上，测量与检测装置的供电部分已成为制约井下智能化监控发展的瓶颈。

近年来，国内外也有关于井下发电装置，大部分是使用涡轮发电，而涡轮发电的叶片经常堵塞，不能持续转动，发电量得不到保证，可靠性低。除此之外，涡轮发电会产生大量的热使井下环境更加危险。且涡轮叶片转动需要大量的机械能，有效利用的机械能非常有限。除此，井下的发电装置少之又少，而井下直线感应发电这一板块缺乏，国内专利有，但是设计结构粗糙，内部安装以及连接方式含糊不清，基于此，本实用新型设计一种较完善的抽油井井下直线感应发电装置。

技术实现要素：

本实用新型提供机抽井井下直线感应发电装置，该发电装置设计巧妙，在抽油杆的基本结构上，在抽油杆的两侧分别铸槽，将高温磁钢安装于槽内。同时，将传统油管的结构进行一些改进，在发电段，在油管上制作初级冲片，将励磁线圈置于槽内。由此，在当抽油杆在运动时，使用固定于中空管上的高温磁钢与固定在油管的绕组形成相对运动，进而发电。再将电量储存于蓄电池或直接用于井下的测量与监测工具，从而有效地利用了抽油杆的运动规律，且进行井下的发电、储电，为井下提供稳定的电力供应。

本实用新型的技术方案是：一种机抽井井下直线感应发电装置，它包括：抽油杆下接头(1)、原油进口(2)、抽油杆接头Ⅰ(3)、油管接头Ⅰ(4)、油管(5)、中空管(6)、O型密封圈Ⅰ(7)、整流器(8)、定位螺钉Ⅰ(9)、导线(10)、初级冲片(11)、绕组槽(12)、励磁绕组(13)、定位螺钉Ⅱ(14)、O型密封圈Ⅱ(15)、油管接头Ⅱ(16)、原油出口(17)、抽油杆接头Ⅱ(18)、蓄电池(19)、高温磁钢(20)、气隙(21)，其中，整流器(8)、初级冲片 (11)、蓄电池(19)依次安装在油管(5)上位于O型密封圈Ⅰ(7)和O型密封圈Ⅱ(15) 之间的内壁上。

所述的机抽井井下直线感应发电装置，其特征在于：抽油杆下接头(1)将空心管(6)与下抽油杆连接，油管(5)上端连接油管接头Ⅱ(16)，下端连接油管接头Ⅰ(4)，高温磁钢(20) 安装于空心管(6)所铸造的槽内，当抽油杆做上下运动时带动高温磁钢(20)，如此便可以使高温磁钢(20)随抽油杆的上下运动，使次级的高温磁钢(20)、安装于绕组槽(12)内的励磁绕组(13)形成相对运动，从而励磁绕组(13)切割磁感线，产生电压，通过导线(10)、整流器(8)将交流电变成直流电，稳定电压，达到向蓄电池(19)持续稳定充电的目的。所述的机抽井井下直线感应发电装置，其特征在于：高温高压原油从原油进口(2)中空管道流通，与此同时空心管(6)与初级冲片(11)、油管(5)之间，两端分别加O型密封圈Ⅰ (7)的密封，使得气隙(21)之间形成普通的空气介质，从而使发电量与地面上的普通直线感应发电机的气隙介质一致。

所述的机抽井井下直线感应发电装置，其特征在于：在空心管(6)的基本结构上进行挖槽，将初级高温磁钢(20)固定于槽内，使高温磁钢(20)与空心管(6)外壁平面的高度一致，使得初级上两端的的O型密封圈Ⅰ(7)形成密封。

所述的机抽井井下直线感应发电装置，其特征在于：发电装置采用励磁绕组(13)，从而弥补井下环境对井下对磁钢磁感应强度的影响，使用高温磁钢(20)激发励磁绕组(13)的磁感，增强绕组周围的磁感应强度，增大发电的电压，使得蓄电池(19)可以持续充电。

所述的机抽井井下直线感应发电装置，其特征在于：在原本井下油管的基础上改进结构，将发电机的绕组槽(12)安装于油管(5)上，在初级冲片(11)的两端分别安置O型密封圈Ⅰ(7)，使发电装置的初级整体置于无原油侵染的状态，使气隙(21)中充满气体。

所述的机抽井井下直线感应发电装置，其特征在于：蓄电池(19)采用蓄电量大且工作温度在-40℃～+165℃的孚电池。

所述的机抽井井下直线感应发电装置，其特征在于：在在初级冲片(11)两端与空心管(6) 之间的O型密封圈Ⅰ(7)可以扶正空心管(6)，保证发电装置的结构不发生改变。

本实用新型提供了一种新型的关于井下设备的自动控制、测试仪器的供电问题的解决方案。本井下直线感应发电装置可以在抽油杆上下往复运动时伴随发电，通过导线(10)、整流器(8) 为蓄电池提供稳定，持久的电力供应。从而为井下的用电仪器提供更为长久，无需频繁更换的电力供应设备。

附图说明

图1是本实用新型一种机抽井井下直线感应发电装置的结构剖视图；

图2是本实用新型一种机抽井井下直线感应发电装置的发电段局部剖视图。

图中：1抽油杆下接头,2原油进口,3抽油杆接头Ⅰ,4油管接头Ⅰ,5油管,6空心管,7O型密封圈Ⅰ,8整流器,9定位螺钉Ⅰ,10导线,11初级冲片,12绕组槽,13励磁绕组,14定位螺钉Ⅱ,15O 型密封圈Ⅱ；16油管接头Ⅱ,17原油出口,18抽油杆接头Ⅱ,19蓄电池,20高温磁钢,21气隙。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作具体描述：

看图1和图2，地面的驴头机给井下抽油杆动力，也为井下的运动次级提供动力。与此同时，本井下直线感应发电装置的整个初级定位于油管5内侧铸造的槽内，高温磁钢20安装在空心管6外侧的铸造的槽内。当空心管6运动时，高温磁钢20在跟随空心管6运动。与此同时，安装于油管5铸造槽内的励磁绕组13是静止不动的，从而安装有高温磁钢20的次级与安置于油管5上的励磁绕组13形成相对运动。最终使得，励磁绕组13得以切割高温磁钢20在气隙21和初级冲片11所形成的磁场，从而产生交流电。安装于初级冲片11与蓄电池19之间的整流器将励磁绕组13产生的交流电转为直流电，并且稳定电压，最终将电能储存于蓄电池19或直接用于井下的测量与监测工具。其中，O型密封圈Ⅱ15安装在油管5内侧上铸造的槽内，与空心管6外表面配合形成密封，防止原油进入气隙21以及励磁绕组13的腔室内，最大极限的避免了井下环境对发电量以及发电环境的影响。即使，高温磁钢20的磁场受到井下的影响，励磁绕组13对周围的磁场进行增强，进而将发电量稳定，给蓄电池19以及井下设备的自动控制、测试仪器提供充足稳定的电源支持。

以上所述仅指的是本实用新型的实施方式，而对该技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的原理下，所做的若干改进，也应属于本实用新型的保护范围。