[发明专利]一种石油钻井井下振动发电方法及装置

摘要

一种石油钻井井下振动发电方法及装置，其特征是在与钻杆连接的短接内壁开槽建立振动腔、电池盒和仪器盒，振动腔由多个纵向振动腔和横向振动腔构成，各振动腔内壁均分布有用于将敲击锤传递来的振动能量转换电能的压电陶瓷片，压电陶瓷片再将产生的电能存储到电池组件中以备井下仪器使用，其中敲击锤在弹簧片的支撑下稳定持久地工作。本发明的优点是能够直接利用井下的振动能量发电，无需地面提供电能，装置体积小便于安装和加工。本发明适用于石油钻井工程中振动能的发电。

主权项

一种石油钻井井下振动发电方法及装置，其特征在于：在井下钻杆与钻头之间安装一短接(10)，在短接(10)内壁开槽建立振动腔(30)、电池盒(31)和仪器盒(40)；振动腔(30)包括纵向振动腔(33)、横向振动腔(34)、压电陶瓷片(35)、敲击锤(36)、隔板(37)和弹簧片(38)；隔板(37)将纵向振动腔(33)和横向振动腔(34)均分为八组小格，在每个小格内装有用于采集振动发电的压电陶瓷片(35)、用于将振动能转化为敲击能的敲击锤(36)和用于支撑敲击锤(36)的弹簧片(38)；弹簧片(38)被固定在每个小格隔板(37)的中心位置，纵向振动腔(33)中的压电陶瓷片(35)分布在纵向振动腔(33)的上下侧面和隔板(37)的上下两侧，横向振动腔(34)中的压电陶瓷片(35)分布在横向振动腔(34)的左右侧面和隔板(37)的左右两侧，以达到最佳的敲击效果；每个小格内的压电陶瓷片(35)输出通过电缆与电池盒(31)中的电池组件(32)连接，用于将振动转化的电能存储；电池组件(32)则通过电缆(41)将电能传输给仪器盒(40)内的井下仪器使用；当短接(10)与钻杆连接放入井下工作后，振动腔(30)中的敲击锤(36)将钻井过程产生强大的振动能量转化为上下或左右振动，这种上下或左右振动在弹簧片(38)的作用下让敲击锤(36)按照一定规律敲击到压电陶瓷片(35)上，因压电陶瓷片(35)的压电特性，将敲击能转化为电能并保存到电池组件(32)中以备井下仪器使用；在短接(10)外壁有细螺纹(11)和O型圈(12)，可与外壳(20)上的细螺纹(21)和外壳壁(22)紧密结合完成密封功能。