[实用新型]一种基于扭力传输的井下供电和数据传输的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及井下数据监测技术领域，具体涉及一种基于扭力传输的井下供电和数据传输的系统。

背景技术

井下压力温度永久监测系统的供电一般包括两部分：一是井下一次仪表供电；二是井上二次仪表供电。井上二次仪表从控制柜直接取电，井下一次仪表由于其工作环境的特殊性不能采用平常的供电方式。从成本及技术考虑不可能为一次仪表增加专用供电电缆，一般采用电源电缆与信号电缆共用方式，井下一次仪表通过电缆获得电源，在井下作业时，电缆被束缚在油管外壁，随油管一起下入井中,由于此方法施工操作复杂、要求严格，施工期间电缆容易损坏，而且使用年度长久后由于腐蚀等原因造成漏电流情况，对于数据传输的稳定性、准确性等方面存在较多问题。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于扭力传输的井下供电和数据传输的系统，该系统能够有效解决井下监测设备的用电问题，节省数据传输电缆，提高数据传输稳定性及施工速度。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于扭力传输的井下供电和数据传输的系统，包括油管、第一CPU、第二CPU、一次仪表、调制器、检波器、整流器、放大器、可变负载、抽油杆、定子和转子，所述的转子固定套装于抽油杆上，定子环绕在转子外围，定子固定在油管内壁上，定子包括定子铁芯和线圈，所述线圈有两路输出端，分别连接可变负载和整流器，整流器分别与一次仪表、第一CPU和调制器连接，第一CPU同时连接一次仪表和调制器，调制器连接可变负载，所述检波器分别连接油杆1上端和放大器，放大器与第二CPU连接。

所述的转子包括磁轭和多个磁盘，磁轭的纵截面呈“]”型，磁轭固定套装于抽油杆上，磁盘呈圆环状，多个磁盘等间距分布于磁轭外侧壁上，定子铁芯的纵截面呈“[”型，定子铁芯内侧壁上设有等间距分布的多个环形槽，线圈有多个，环形槽和线圈的个数相同，每个环形槽内嵌装一个线圈，相邻环形槽体内的线圈串联，磁轭与定子铁芯共同围成一个环状空间，各磁盘和线圈均位于环状空间内，且磁盘与线圈交错、交叉分布。

所述的转子包括磁轭和多个磁体，磁轭和定子铁芯均呈圆筒状，磁轭固定套装于抽油杆上，多个磁体等间距分布于磁轭外侧壁上，磁体磁场S-N极性延磁轭径向分布，定子铁芯内侧壁上设有等间距分布的多个环形槽，线圈有多个，环形槽和线圈的个数相同，每个环形槽内嵌装一个线圈，相邻环形槽体内的线圈串联，线圈的个数是磁体的两倍，相邻两线圈分别分布于磁体的两极上。

油管内壁设有密封保护管，第一CPU、一次仪表、整流器、调制器和可变负载均设于密封保护管内。

该系统的调制频率快于半个抽油杆的旋转周期。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果和优点在于：

1、无需为井下一次仪表增加专用供电电缆，直接利用抽油杆的旋转运动切割磁力线发电，为井下监测设备供电，能够有效节约制造成本，降低施工难度。

2、该系统不易损坏，数据传输稳定性好，使用寿命长。

3、施工时不再需要捆扎电缆，降低施工难度，节约施工时间。

说明书附图

图1为实施例1的基于扭力传输的井下供电和数据传输的系统的结构示意图。

图2为实施例1中定子和转子耦合的结构示意图。

图3为实施例2的基于扭力传输的井下供电和数据传输的系统的结构示意图。

图4为实施例2中定子和转子耦合的结构示意图。

图5为实施例2中磁极和线圈的展开图。

图6为本实用新型的井下供电和数据传输的系统的工作原理图。

其中，1-抽油杆；2-定子：201-定子铁芯，202-线圈；3-转子：301-磁轭，302-磁盘，303-磁体、4-油管、5-密封保护管、6-井下螺杆泵。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

实施例1

本实施例提供的基于扭力传输的井下供电和数据传输的系统的结构如图1所示，该系统包括油管4、第一CPU(PIC24HJ256GP610)、第二CPU(STM32F429)、一次仪表(压力温度变送器等)、调制器(AD5700)、检波器(AD5700)、整流器(1N5817)、放大器(OP27)、可变负载、抽油杆1、定子2、转子3和井下螺杆泵6。油管4内壁设有密封保护管5，第一CPU、一次仪表、整流器、调制器和可变负载均设于密封保护管5内。第二CPU和放大器设于地面控制柜内，检波器设于抽油杆1上端位于井口的部位处。