[发明专利]涡流制动的外转子泥浆发电机

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采及探测领域，尤其涉及涡流制动的泥浆发电机。

背景技术

随着石油工业的发展，石油钻井开发逐渐转向复杂陆地和深海，钻井难度大大增加，常规的直井钻进逐渐不能满足复杂的钻井要求。对设备要求日益提高，正在进入信息化、智能化、自动化阶段。在复杂地质条件下钻井也对井下随钻测量仪器和井下智能工具提出更高的要求。目前，井下随钻测量仪器和井下智能工具有随钻测量仪、随钻录井仪、旋转导向工具等，为了保证这些仪器和设备连续、可靠地工作，必须要有足够的电能作为保证，目前采用的供电方案主要有锂电池供电和井下泥浆发电机供电。采用锂电池供电，其能量有限，温度要求高，使用成本高。因此，锂电池难于满足随钻测量仪器、控制工具及深井钻井对电力的需要。而现有的泥浆发电机主要采用内转子结构，这种形式必须由动力传递装置传输机械能，目前常用的液力耦合传动、磁力耦合传动均需要额外的传动装置，在增大体积的同时，也使得泥浆发电机整体效率降低，性能下降。同时，目前的电机制动主要采用截流实现，零部件较多，同时截流部件易损坏，不利于电机长时运行。

发明内容

鉴于现有技术中存在的情况，根据本发明的一个方面，提供了基于涡流制动的泥浆发电机，包括，泥浆叶轮，叶轮壳体，发电机转子、抗压壳体及发电机定子线圈；所述叶轮壳体内部开设内孔，与所述抗压壳体的外径相应，与所述抗压壳体同轴活动连接；抗压壳体的内部开设内孔，所述泥浆叶轮与所述叶轮壳体的外部固定连接，所述发电机转子与所述叶轮壳体的内壁固定连接，所述发电机定子线圈与所述抗压壳体的内孔固定连接；当所述泥浆叶轮在泥浆带动下带动叶轮壳体围绕抗压壳体转动时，所述发电机转子围绕所述发电机定子线圈转动，使所述发电机定子线圈发电。

在一种优选的实施方式中，所述叶轮壳体的内孔一端与所述抗压壳体之间通过TC轴承活动连接。

在一种优选的实施方式中，还包括，测速传感器，制动转子、制动线圈及控制电路；所述制动线圈及控制电路与所述抗压壳体的内孔固定连接，所述测速传感器与所述抗压壳体的外壁固定连接；在所述叶轮壳体的内孔对应位置上固定所述制动转子；所述控制电路的输入端与所述测速传感器的感应输出端连接，输出端与所述制动线圈连接，若当前从所述测速传感器接收到的当前转速大于设定值，则驱动所述制动线圈通电，通过所述制动线圈与所述制动转子产生的扭矩，使所述叶轮壳体制动。

在一种优选的实施方式中，所述叶轮壳体的内孔的另一端与所述抗压壳体之间通过TC轴承活动连接。

在一种优选的实施方式中，还包括：高压密封插座，所述高压密封插座与所述抗压壳体的两侧固定连接。

通过上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明提供的外转子泥浆发电机，可以用于为井下钻井工具提供电能。发电机采用外转子结构，实现了涡轮直驱发电机，省去了传动装置，从而使得电机轴向长度大大缩短，节省了空间，更能适应井下狭小的空间要求。由于省去了动力传动装置，不需要考虑传动过程中的能量损耗，大大提高了系统效率和稳定性。而外转子结构由于其结构特点，泥浆从转动部分流过，运行过程中可以带走大部分热量，有利于电机散热，提高了电机寿命。当控制电路检测到电机转速过高时，控制电路发出指令，给制动线圈通电，与制动转子产生电磁作用，在制动转子中产生涡流，通过消耗能量实现制动，这种制动方式与现有方法相比，结构简单，工艺性较好，工作可靠，其成本也大大降低。

附图说明

图1为本发明一种实施方式中涡流制动的泥浆发电机的结构示意图。附图标记

1-高压密封插座；2-抗压壳体；3-TC轴承；4-叶轮堵环；

5-泥浆叶轮；6-叶轮壳体；7-发电机转子；8-发电机定子线圈；

9-制动转子；10-制动线圈；11-控制电路；12-轴；13-TC轴承；

14-下接头；15-高压密封插座；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。