一种钻井泥浆发电装置的制作方法

本发明属于发电装置，具体涉及一种钻井泥浆发电装置。

背景技术：

1、在油气勘探开发过程中，随着中深井、超深井及复杂井的增多，对钻井测试要求也越来越高，因此随钻随测技术在钻井领域也得到普遍采用。现在石油钻井随钻仪器所需的电能主要由锂电池供电，而锂电池在实际应用中有电压变化较大、需定期更换等一些缺点。

2、另有一些石油钻井随钻仪器利用泥浆动能冲刷涡轮旋转，涡轮轴通过磁力耦合器驱动发电机转子旋转，切割磁力线发电，从而利用随钻仪器为其供电。如图1所示，转动轴20的上端固定在涡轮15上，线圈19缠绕在轴转动20上，轴转动20下端通过轴承与壳体17连接，壳体17固定在仪器上不旋转，磁体18固定在壳体17上；当泥浆从上至下冲刷时，带动涡轮15旋转，转动轴20也随涡轮15一起旋转，线圈19相对磁体18旋转，从而切割磁力线发电。由于转动轴20和壳体17之间存在相对旋转运动，为了不让高压的泥浆进入壳体17内，转动轴20和壳体17之间就要安装能够耐高压的动密封结构16，这种动密封结构随着使用时间的延长，容易造成零件损坏，发生泄露，为了保证密封的可靠性，需要定期更换动密封结构16，这对泥浆发电机的正常工作有很大影响，而且，上述结构不适合进行维护，如果对设备维护则需要整套设备进行更换，成本相对较高。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种钻井泥浆发电装置，用以解决现有技术中存在的上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种钻井泥浆发电装置，包括与涡轮下端的转动轴固定连接的可拆式外筒，可拆式外筒的内壁上固定有多个在可拆式外筒圆周方向均匀分布的磁铁；所述可拆式外筒内设置有竖直延伸的中心杆，中心杆的上端通过第一可拆卸结构与可拆式外筒的内顶面转动连接，中心杆的下端通过第二可拆卸结构与可拆式外筒的内底面转动连接；所述中心杆上缠绕有线圈绕组。

4、作为本发明中一种优选的技术方案，所述可拆式外筒包括从上到下依次设置的上部筒盖、中部筒身和下部筒盖，上部筒盖的中部与转动轴固定连接，中部筒身的两端均开口设置，且中部筒身的两端分别与上部筒盖和下部筒盖螺纹连接。

5、作为本发明中一种优选的技术方案，所述上部筒盖的内顶面开设有上定位槽，上定位槽内匹配安装有上轴承；所述上定位槽的中部开设有上避让槽，上轴承的内圈与上避让槽相对应，用以通过上避让槽的避让保证上轴承的内圈的灵活性；所述中心杆的上端通过第一可拆卸结构与上轴承的内圈相卡接。

6、作为本发明中一种优选的技术方案，所述第一可拆卸结构包括上套筒、上弹簧和上封盖，上套筒上端的边缘与上轴承的内圈相抵接，上套筒上端的中部设置有上凸块，上凸块匹配插接于上轴承的内圈内；所述上套筒的下端开设有上凹槽，中心杆的上端滑动连接于上凹槽内，上弹簧安装于中心杆上端与上凹槽的内顶面之间；所述上封盖匹配套设于中心杆外，中心杆的上端为防止上封盖从中心杆上方脱离的t字型结构，上封盖螺纹连接于上套筒的下端；所述线圈绕组位于上封盖的下方；所述上封盖的外壁上设置有便于通过扳手在上套筒下端扭转上封盖的扳手孔。

7、作为本发明中一种优选的技术方案，所述上部筒盖的内顶面通过螺栓连接有上定位盖，上定位盖将上轴承的外圈压紧于上定位槽内；所述上定位盖的中部开设有上避让孔，上套筒同轴贯穿上避让孔，且上避让孔的内径大于上套筒的直径。

8、作为本发明中一种优选的技术方案，所述上定位盖外套接有磁铁上定位环，磁铁上定位环的上端与上定位盖一体成型或通过螺栓连接；所述磁铁上定位环的下端与中部筒身的内壁之间配合形成有多个上扣接槽，每个磁铁的上端均插接于一个上扣接槽内。

9、作为本发明中一种优选的技术方案，所述下部筒盖的内底面开设有下定位槽，下定位槽内匹配安装有下轴承；所述下定位槽的中部开设有下避让槽，下轴承的内圈与下避让槽相对应，用以通过下避让槽的避让保证下轴承的内圈的灵活性；所述中心杆的下端通过第二可拆卸结构与下轴承的内圈相卡接。

10、作为本发明中一种优选的技术方案，所述第二可拆卸结构包括下套筒、下弹簧和下封盖，下套筒下端的边缘与下轴承的内圈相抵接，下套筒下端的中部设置有下凸块，下凸块匹配插接于下轴承的内圈内；所述下套筒的上端开设有下凹槽，中心杆的下端滑动连接于下凹槽内，下弹簧安装于中心杆下端与下凹槽的内底面之间；所述下封盖匹配套设于中心杆外，中心杆的下端为防止下封盖从中心杆下方脱离的t字型结构，下封盖螺纹连接于下套筒的上端；所述线圈绕组位于下封盖的上方；所述下封盖的外壁上设置有便于通过扳手在下套筒上端扭转下封盖的扳手孔。

11、作为本发明中一种优选的技术方案，所述下部筒盖的内底面通过螺栓连接有下定位盖，下定位盖将下轴承的外圈压紧于下定位槽内；所述下定位盖的中部开设有下避让孔，下套筒同轴贯穿下避让孔，且下避让孔的内径大于下套筒的直径。

12、作为本发明中一种优选的技术方案，所述下定位盖外套接有磁铁下定位环，磁铁下定位环的下端与下定位盖一体成型或通过螺栓连接；所述磁铁下定位环的下端与中部筒身的内壁之间配合形成有环形下扣接槽，每个磁铁的下端均插接于环形下扣接槽内。

13、有益效果：本发明将可拆式外筒与涡轮下端的转动轴固定连接，将动密封改为静密封，加强了整体结构的密封性，提高了密封可靠性，提高了使用寿命，同时使得安装于可拆式外筒内壁上的磁铁可以随着可拆式外筒一起旋转，而中心杆的两端转动连接于可拆式外筒内，进而使得磁铁在旋转时，中心杆上的线圈绕组可以保持相对静止的状态，这样也就使得中心杆上的线圈绕组切割转动的磁铁产生的磁力线而发电，形成为随钻仪器平稳供电的发电装置；其中，可拆式外筒可以进行拆装，中心杆的两端与可拆式外筒也可拆卸连接，便于后期轻松实现设备的拆装，进而对设备进行维护，降低维护成本。

技术特征：

1.一种钻井泥浆发电装置，其特征在于，包括与涡轮(15)下端的转动轴(20)固定连接的可拆式外筒(1)，可拆式外筒(1)的内壁上固定有多个在可拆式外筒(1)圆周方向均匀分布的磁铁(2)；所述可拆式外筒(1)内设置有竖直延伸的中心杆(3)，中心杆(3)的上端通过第一可拆卸结构与可拆式外筒(1)的内顶面转动连接，中心杆(3)的下端通过第二可拆卸结构与可拆式外筒(1)的内底面转动连接；所述中心杆上缠绕有线圈绕组(4)。

2.根据权利要求1所述的一种钻井泥浆发电装置，其特征在于，所述可拆式外筒(1)包括从上到下依次设置的上部筒盖(101)、中部筒身(102)和下部筒盖(103)，上部筒盖(101)的中部与转动轴(20)固定连接，中部筒身(102)的两端均开口设置，且中部筒身(102)的两端分别与上部筒盖(101)和下部筒盖(103)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种钻井泥浆发电装置，其特征在于，所述上部筒盖(101)的内顶面开设有上定位槽，上定位槽内匹配安装有上轴承(5)；所述上定位槽的中部开设有上避让槽，上轴承(5)的内圈与上避让槽相对应，用以通过上避让槽的避让保证上轴承(5)的内圈的灵活性；所述中心杆(3)的上端通过第一可拆卸结构与上轴承(5)的内圈相卡接。

4.根据权利要求3所述的一种钻井泥浆发电装置，其特征在于，所述第一可拆卸结构包括上套筒(6)、上弹簧(7)和上封盖(8)，上套筒(6)上端的边缘与上轴承(5)的内圈相抵接，上套筒(6)上端的中部设置有上凸块，上凸块匹配插接于上轴承(5)的内圈内；所述上套筒(6)的下端开设有上凹槽，中心杆(3)的上端滑动连接于上凹槽内，上弹簧(7)安装于中心杆(3)上端与上凹槽的内顶面之间；所述上封盖(8)匹配套设于中心杆(3)外，中心杆(3)的上端为防止上封盖(8)从中心杆(3)上方脱离的t字型结构，上封盖(8)螺纹连接于上套筒(6)的下端；所述线圈绕组(4)位于上封盖(8)的下方；所述上封盖(8)的外壁上设置有便于通过扳手在上套筒(6)下端扭转上封盖(8)的扳手孔。

5.根据权利要求4所述的一种钻井泥浆发电装置，其特征在于，所述上部筒盖(101)的内顶面通过螺栓连接有上定位盖(9)，上定位盖(9)将上轴承(5)的外圈压紧于上定位槽内；所述上定位盖(9)的中部开设有上避让孔，上套筒(6)同轴贯穿上避让孔，且上避让孔的内径大于上套筒(6)的直径。

6.根据权利要求5所述的一种钻井泥浆发电装置，其特征在于，所述上定位盖(9)外套接有磁铁上定位环(91)，磁铁上定位环(91)的上端与上定位盖(9)一体成型或通过螺栓连接；所述磁铁上定位环(91)的下端与中部筒身(102)的内壁之间配合形成有多个上扣接槽，每个磁铁(2)的上端均插接于一个上扣接槽内。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的一种钻井泥浆发电装置，其特征在于，所述下部筒盖(103)的内底面开设有下定位槽，下定位槽内匹配安装有下轴承(10)；所述下定位槽的中部开设有下避让槽，下轴承(10)的内圈与下避让槽相对应，用以通过下避让槽的避让保证下轴承(10)的内圈的灵活性；所述中心杆(3)的下端通过第二可拆卸结构与下轴承(10)的内圈相卡接。

8.根据权利要求7所述的一种钻井泥浆发电装置，其特征在于，所述第二可拆卸结构包括下套筒(11)、下弹簧(12)和下封盖(13)，下套筒(11)下端的边缘与下轴承(10)的内圈相抵接，下套筒(11)下端的中部设置有下凸块，下凸块匹配插接于下轴承(10)的内圈内；所述下套筒(11)的上端开设有下凹槽，中心杆(3)的下端滑动连接于下凹槽内，下弹簧(12)安装于中心杆(3)下端与下凹槽的内底面之间；所述下封盖(13)匹配套设于中心杆(3)外，中心杆(3)的下端为防止下封盖(13)从中心杆(3)下方脱离的t字型结构，下封盖(13)螺纹连接于下套筒(11)的上端；所述线圈绕组(4)位于下封盖(13)的上方；所述下封盖(13)的外壁上设置有便于通过扳手在下套筒(11)上端扭转下封盖(13)的扳手孔。

9.根据权利要求8所述的一种钻井泥浆发电装置，其特征在于，所述下部筒盖(103)的内底面通过螺栓连接有下定位盖(14)，下定位盖(14)将下轴承(10)的外圈压紧于下定位槽内；所述下定位盖(14)的中部开设有下避让孔，下套筒(11)同轴贯穿下避让孔，且下避让孔的内径大于下套筒(11)的直径。

10.根据权利要求9所述的一种钻井泥浆发电装置，其特征在于，所述下定位盖(14)外套接有磁铁下定位环(141)，磁铁下定位环(141)的下端与下定位盖(14)一体成型或通过螺栓连接；所述磁铁下定位环(141)的下端与中部筒身(102)的内壁之间配合形成有环形下扣接槽，每个磁铁(2)的下端均插接于环形下扣接槽内。

技术总结本发明属于发电装置技术领域，公开了一种钻井泥浆发电装置，包括与涡轮下端的转动轴固定连接的可拆式外筒，可拆式外筒的内壁上固定有多个在可拆式外筒圆周方向均匀分布的磁铁；所述可拆式外筒内设置有竖直延伸的中心杆，中心杆的上端通过第一可拆卸结构与可拆式外筒的内顶面转动连接，中心杆的下端通过第二可拆卸结构与可拆式外筒的内底面转动连接；所述中心杆上缠绕有线圈绕组。本发明在磁铁旋转时，中心杆上的线圈绕组可以保持相对静止的状态，这样也就使得中心杆上的线圈绕组切割转动的磁铁产生的磁力线而发电，形成为随钻仪器平稳供电的发电装置；同时整体可以拆装，便于后期轻松实现设备的拆装，进而对设备进行维护，降低维护成本。技术研发人员：梁涛受保护的技术使用者：北京贝威通能源科技集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18