[实用新型]一种用于注水井发电机的传动装置

说明书

一种用于注水井发电机的传动装置，包括叶轮、挡板、齿轮、中心轴、齿轮护壳、电机护壳、转子磁铁及定子线包，叶轮和挡板固定在齿轮护壳外，挡板包围住部分叶轮，齿轮密封安装于齿轮护壳内，通过中心轴固定，电机护壳外为转子磁铁，内为定子线包。本装置结构简单，体积小且成本低，通过齿轮连接传动，设计构思巧妙；不仅能够保证电机持续有效发电，且整个结构运转稳定、可靠、效率高，同时保养和维修方便；可以直接安装固定在井下，多组装置呈圆周阵列式排布，不会占用全部井眼宽度，中间留了足够的测试通道，不会影响测井仪器的投放；针对井下空间受限、发电量不足的问题，可在同一高度平面上安装多个发电机。

技术领域

本实用新型涉及注水井井下发电领域，针对注水井井下发电机传动装置的设计，尤其涉及以齿轮传动装置进行能量传递。

背景技术

石油工业测井仪器在工作的过程中，需要给井下电子测量系统实时供电，并且要求电源长时间可靠工作。目前，注水井开发过程中供电途径主要有下3种：通过导线由地面供电、井下电池组供电和井下自主发电。油田开发了电缆式注水测调系统，但遇到的问题是通信不可靠，其主要原因是电缆在高温环境下长期工作过程中电阻、电感、电容等发生了变化，这种变化对供电无影响，但却造成了数据传输的波形失真。通过注水井流体动力在井下发电，不再需要动力和通信电缆，减少了电缆引起的失效。其中发电机是依靠水带动涡轮转动来带动电机转子转动切割磁感线，产生感应电动势，最后经过稳压整流电路输出稳定的直流电压。电枢绕组通常是直接绕在铁磁材料上的，可以减小磁滞损耗和涡流损耗，铁磁材料大多由薄的钢片冲压叠加而成的。

目前，井下流体发电的技术只有在钻井领域得到了大规模应用。俄罗斯地平线有限责任公司生产的泥浆发电机的输出功率为225W，转速800r/min～3000r/min，每天的泥浆排量约2600m3～6500m3，发电机直径约90mm，安装在钻杆水眼中心。贝克休斯公司的泥浆发电机采用了磁耦合器连接方式，输出功率为85W。哈里伯顿公司和APS公司的泥浆发电机功率分别为25W和150W。中国石油天然气集团油气钻井工程技术部在2006年将井下涡轮发电机作为重要研究对象，北京海蓝、中天启明科等单位也开展了相关的研究工作，取得了较好的效果。

注水井下发电机面临的主要问题包括：注水量小，钻井用泥浆流量是注水流量的50～ 130倍。注水井发电机需要输出的能量密度是泥浆发电机的2.3～5.8倍。泥浆发电机可以占据水眼的中心通道，但注水井发电机则不允许。泥浆发电机的外径可达90mm，但注水井发电机受井筒空间限制，允许使用的空间很小。

现有井下发电机基本都是泥浆钻井发电机，泥浆钻井发电机要求泥浆流量大，可设计空间大。而没有针对注水井领域，即流量小，可用设计空间小的发电机的研究及设计。

在现有技术中，CN109681163A公开了一种注水井投捞式井下发电装置及方法，其中装置包括空心定位短节、投捞式发电机组，所述投捞式发电机组设置在空心定位短节内腔，所述空心定位短节内壁设置短节正极接头、短节负极接头，所述投捞式发电机组下端连接定位接头，所述定位接头外壁定位在空心定位短节的内壁开设的定位台阶上，所述定位接头设置定位湿正极接头、定位湿负极接头，所述定位湿正极接头、定位湿负极接头一方面与投捞式发电机组的正极、负极对应连接，另一方面与短节正极接头、短节负极接头对应连接。本发明可以为井下智能注水工具提供长期而稳定的电力能源。保证了井下智能注水装置长期正常工作。

CN109372480A公开了一种注水井活动式井下发电装置及方法，其中装置包括外管、发电机组，所述发电机组位于外管内腔中，所述外管左侧内壁安装弹簧片，在常态下，弹簧片将发电机组弹性挤压在外管右侧内壁。所述发电机组包括至少一组，所述发电机组的两端分别为上导向体、下导向体。所述上导向体开设右下斜面，所述下导向体开设左下斜面。所述上导向体开设径向的上导向体通孔，所述下导向体开设径向的下导向体通孔。所述外管上设置径向朝向外管内腔的上支撑杆、下支撑杆，其中上支撑杆插入上导向体通孔内，下支撑杆插入下导向体通孔内。所述发电机组左侧面设置隔水板。本发明可以为井下智能注水工具提供长期而稳定的电力补充。