[发明专利]一种管道余压水流能发电实验装置

说明书

本发明涉及一种管道余压水流能发电实验装置，包括注水管道系统、水流发电机和采集控制装置。所述注水管道系统包括通过管道依次连接的储水罐、增压泵、驱动泵、流量流速计和回水泵。流量流速计与回水泵之间的管道上连接压力调节装置，所述水流发电机安装在流量流速计与回水泵之间的管道上，水流发电机的机壳上设有进水口和出水口，所述出水口的内径大于进水口，水流发电机与负载相连接。本发明的实验装置便于分析研究余压水流能回收和利用，能够应用于油田注水管道余压的有效利用，并为油田注水管道余压的利用提供了可靠的理论依据。

技术领域

本发明涉及一种管道余压水流能发电实验装置，用于研究油田注水管道余压水流的回收与利用，属于管道余压水流能回收利用技术领域。

背景技术

自然界中有很多种能源，目前已被利用的能源主要有热能、水能、风能和核能。水能是一种经济的能源，也是一种相对取之不尽的能源。在现有技术中，利用水能的核心机械主要是水轮机，把水流的能量转换为旋转机械能。

我国水资源丰富，水流余压能开发潜力巨大，目前从事余压能开发研究的人员较少，使得余压能尤其是水压能的开发利用仍旧存在许多空白。比如，对于油田注水管道系统余压利用的研究，通过查阅大量文献及应用实例，总结出以下几条：

(1)对于油田注水管道系统余压利用的研究及应用几乎没有；

(2)与传统水流发电不同，油田注水管道余压发电出口需要带压，并非自由流，对于带压出口的水流发电研究与应用几乎没有；

(3)油田注水管道为中高压，大部分单井的进出口压差在3MPa以上，对于如此大的压差下的水流发电的研究与应用几乎没有。

总之，利用带有背压的油田注水管道余压发电尚未有相关研究，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种管道余压水流能发电实验装置，能够将注水压差能进行回收利用转换为电能，同时满足管道工作的压力要求。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：

一种管道余压水流能发电实验装置，包括注水管道系统、水流发电机和采集控制装置，

所述注水管道系统包括通过管道依次连接的储水罐、增压泵、驱动泵、流量流速计、回水泵，所述储水罐的出水端与增压泵连接，所述储水罐的回水端与回水泵连接，流量流速计与回水泵之间的管道上连接压力调节装置，

所述驱动泵与第一变压器电性连接，所述回水泵与第二变压器电性连接，

所述水流发电机安装在流量流速计与回水泵之间的管道上，水流发电机包括安装在机壳内的叶轮、转轴和发电机构，所述叶轮安装在转轴的一端，所述发电机构包括定子和安装在转轴另一端的转子，所述机壳上设有进水口和出水口，所述出水口的内径大于进水口，水流发电机与负载相连接，

所述增压泵、第一变压器、第二变压器及负载分别与采集控制装置电性连接。

进一步，所述驱动泵的出水端与储水罐的回水端之间还连接有旁路管道，所述旁路管道上安装有常闭的旁通阀。

进一步，还包括补水箱，所述补水箱与储水罐之间通过补水管道连接。

进一步，所述压力调节装置包括压力传感器、机械泄压阀和电动泄压阀，所述压力传感器、机械泄压阀和电动泄压阀安装在支路上。

进一步，所述出水口与进水口的口径比值为1.5～2。

进一步，所述出水口与进水口均沿水平方向开设。

进一步，所述叶轮的叶片形状为内凹的弧面。