專利名稱：井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電方法及供電電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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本發(fā)明涉及一種石油井下無纜傳輸測量設(shè)備，具體是一種井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電 方法及供電電源。
背景技術(shù)：
對于不能自噴的石油井，要采用潛油電泵或往復(fù)式抽油機(jī)采油，而井下石油層的壓力、 溫度是合理開采、計(jì)劃生產(chǎn)、合理配置采油機(jī)組的重要和必不可少的參數(shù)，特別是采用連續(xù) 向地下注入蒸汽加熱油層的稠油區(qū)塊動(dòng)態(tài)監(jiān)測生產(chǎn)井的油位、溫度和壓力更為重要。
現(xiàn)有的生產(chǎn)井的動(dòng)態(tài)檢測方法主要是采用專門敷設(shè)的電纜進(jìn)行信號傳輸?shù)挠芯€方法，即 將電纜及所需參數(shù)的相應(yīng)傳感器穿過油管與圍管之間的間隙，隨管送入井下，井下諸傳感器 獲得的信號再通過該敷設(shè)的電纜輸送到地面的接收裝置。對于深達(dá)2千米以上的油井，將電 纜及所需參數(shù)的相應(yīng)傳感器隨管送入井下具有一定難度。無線方法是當(dāng)前采油技術(shù)中的熱門 課題之一，其中包括電源和信號傳輸兩大難題。就電源來講，目前采用在檢測裝置器中附設(shè) 供電電池，很難滿足信號傳輸過程中大電量的需要，即使新裝的大容量電池，使用幾次即消 耗殆盡， 一旦電池的電能用完，則須停產(chǎn)將檢測裝置器取出更換電池，費(fèi)時(shí)費(fèi)力耗資巨大。
如何補(bǔ)充電池中的電能以滿足生產(chǎn)井井下動(dòng)態(tài)監(jiān)測無纜傳輸方法中亟待解決的難題之

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，而提供一種能補(bǔ)充電池 中的電能的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電方法及^電電源。
本發(fā)明所提供的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電方法及供電電源是由如下技術(shù)方案來實(shí) 現(xiàn)的。
一種井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電方法，其特征在于利用抽油過程中流動(dòng)的原油 驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)，渦輪發(fā)電機(jī)所發(fā)電儲(chǔ)存于無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電池中，以補(bǔ)充所消 耗的電能。 '
3所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電方法，其特征在于所述渦輪發(fā)電機(jī)所發(fā)電經(jīng) 蓄能穩(wěn)壓后給供電電池充電。 -
本發(fā)明還提供一種用于上述方法的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，包括設(shè)置于無 纜傳輸監(jiān)測裝置中的供電電池，其特征在于設(shè)有一渦輪發(fā)電機(jī)，所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪靠 近抽油泵的進(jìn)油閥孔設(shè)置，所述發(fā)電機(jī)設(shè)于監(jiān)測裝置的密封盒內(nèi)，所述發(fā)電機(jī)輸出接線端電 連接電池。
所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪設(shè)置于 渦輪殼內(nèi)，所述渦輪殼呈圓筒形，其下端設(shè)有進(jìn)油口，其上端與抽油泵的具有進(jìn)油閥孔的下
，
端密封連接；所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪軸與抽油泵的軸線一致。
所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于:所述渦輪殼為上下開敞的圓筒， 開敞的下端為進(jìn)油口；或所述渦輪殼為上端開敞，下端封閉的圓筒，所述進(jìn)油口為設(shè)于下端 圓筒周側(cè)的多個(gè)進(jìn)油孔。
所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪是由多 個(gè)同軸設(shè)置的渦輪所構(gòu)成的渦輪組。
所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于設(shè)有一增速裝置，所述渦輪發(fā) 電機(jī)的渦輪軸連接增速裝置的輸入軸，所述增速裝置的輸出軸通過單向軸承連接發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn) 子軸。
所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于^述增速裝置是行星輪增速裝 置、或諧波齒輪增速裝置。
所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于所述發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上設(shè)有一 貫性輪。 .
所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于發(fā)電機(jī)輸出接線端接儲(chǔ)能穩(wěn)壓 電路，儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路的輸出接供電電池。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明利用抽油過程中流動(dòng)的原油驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電以補(bǔ)充無纜 傳輸監(jiān)測裝置中的供電電池所消耗的電能，從而延長測溫裝置井下工作時(shí)間，減少因更換電 池所造成的停產(chǎn)及施工費(fèi)用。
為對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及其功效有進(jìn)一步了解，茲列舉具體實(shí)施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說明 如下。


' 圖1是本發(fā)明井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源的安裝示意圖。圖2是本發(fā)明井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源的渦輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源的渦輪發(fā)電機(jī)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源的電路圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為解決無線傳輸井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的持續(xù)供電而提供一種井下無纜傳輸 監(jiān)測裝置的供電方法和供電裝置。
所述方法是利用抽油過程中流動(dòng)的原油驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)，渦輪發(fā)電機(jī)所發(fā)電儲(chǔ)存
于無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電池中，以補(bǔ)充所消耗的電能。
具體做法是于抽油泵的設(shè)有單向閥的進(jìn)油閥孔的端面固設(shè)一渦輪發(fā)電機(jī)，并使進(jìn) 入抽油泵的原油流經(jīng)渦輪，在抽油過程中，流動(dòng)的原油驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)發(fā)電，對于 采用活塞泵采油的油井，只有在活塞上行時(shí)才有原油流進(jìn)抽油泵，發(fā)電機(jī)發(fā)電；而當(dāng)活塞 向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，單向閥關(guān)閉進(jìn)油閥孔，無原油流進(jìn)抽油泵發(fā)電機(jī)不發(fā)電；因此渦輪發(fā)電機(jī)所 發(fā)電為脈動(dòng)狀，為防止高電壓損壞電池，將所發(fā)電能經(jīng)蓄能穩(wěn)壓后給供電電池充電。
本發(fā)明還提供一種用于上述方法的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示，所述電源包括設(shè)置于無纜傳輸監(jiān)測裝置1中的供電電池2，所述電池為可充電電池， 為給供電電池2補(bǔ)充電能，設(shè)有一渦輪發(fā)電機(jī)，所述渦輪發(fā)電機(jī)是由發(fā)電機(jī)3和同軸連接發(fā) 電機(jī)3的渦輪4所構(gòu)成。渦輪4靠近抽油泵5的進(jìn)油閥孔6設(shè)置，所述發(fā)電機(jī)3設(shè)于監(jiān)測裝 置的密封盒內(nèi)，所述發(fā)電機(jī)3輸出接線端電連接電池，渦輪發(fā)電機(jī)所發(fā)電不斷給電池充電。
為了使抽油泵所抽的原油能全部流經(jīng)渦輪葉片，有效驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，設(shè)有一渦輪殼7 所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪4設(shè)置于渦輪殼7內(nèi)，所述渦輪殼7為圓筒形，其下端設(shè)有進(jìn)油口 8， 其上端與抽油泵5的具有進(jìn)油閥孔6的下端密封連接；所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪軸9與抽油泵 5的軸線一致。
圖2、 3是渦輪發(fā)電機(jī)的兩種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2所示渦輪發(fā)電機(jī)中，所述渦輪殼7為上 下開敞的圓筒，開敞的下端為進(jìn)油口8;圖3所示渦輪發(fā)電機(jī)中，所述渦輪殼為上端開敞， 下端封閉的圓筒，所述進(jìn)油口為設(shè)于下端圓筒周側(cè)的多個(gè)進(jìn)油孔8'。
所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪4可以是一個(gè)，也可以是由多個(gè)同軸設(shè)置的渦輪所構(gòu)成的渦輪 組，多個(gè)渦輪的渦輪組能從流動(dòng)的原油中獲取更多能量。
為滿足所發(fā)電壓要求，設(shè)有一增速裝置IO (如圖3所示)，所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪軸9 連接增速裝置的輸入軸11,所述增速裝置的輸出軸12通過單向軸承13連接發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)子 軸14。所述增速裝置10是行星輪增速裝置、或諧波齒輪增速裝置。當(dāng)抽油泵5為活塞泵時(shí)，為減小渦輪間隙轉(zhuǎn)動(dòng)所帶來的輸出電壓的較大波動(dòng)，所述發(fā)電 機(jī)的轉(zhuǎn)子軸14上設(shè)有一貫性輪15。當(dāng)抽油泵5的活塞51下行,，渦輪不轉(zhuǎn)時(shí)，具有一定轉(zhuǎn)速 的貫性輪15仍然可以繼續(xù)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。由于發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)子軸14通過單向軸承13上 連增速裝置10及渦輪，因此貫性輪15不會(huì)帶動(dòng)增速裝置10及渦輪旋轉(zhuǎn)而消耗能量。
為降低渦輪發(fā)電機(jī)所發(fā)電的波動(dòng)幅度，為防止高電壓損壞電池，將所發(fā)電能經(jīng)蓄能 穩(wěn)壓后給供電電池充電。發(fā)電機(jī)3輸出接線端接儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路20 (圖4所示)，儲(chǔ)能穩(wěn)壓電 路20的輸出接供電電池2，向供電電池提供所需的充電電壓。所述儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路20主要是 由儲(chǔ)能電容C電感L和三端穩(wěn)壓電路U所構(gòu)成。
權(quán)利要求
1、一種井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電方法，其特征在于利用抽油過程中流動(dòng)的原油驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)，渦輪發(fā)電機(jī)所發(fā)電儲(chǔ)存于無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電池中，以滿足井下測量設(shè)備上傳信號的大電量需要。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電方法，其特征在于所述渦輪發(fā) 電機(jī)所發(fā)電經(jīng)蓄能穩(wěn)壓后給供電電池充電。
3、 一種實(shí)施權(quán)利要求1所述方法的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，包括設(shè)置于 無纜傳輸監(jiān)測裝置中的供電電池，其特征在于設(shè)有一渦輪發(fā)fe機(jī)，所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪 與抽油泵的進(jìn)油閥孔連通，所述發(fā)電機(jī)設(shè)于監(jiān)測儀器裝置的密封盒內(nèi)，所述發(fā)電機(jī)的輸出接 線端接電池。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于所述渦輪 發(fā)電機(jī)的渦輪設(shè)置于渦輪殼內(nèi)，所述渦輪殼呈圓筒形，其下端設(shè)有進(jìn)油口，其上端與抽油泵 的具有進(jìn)油閥孔的下端密封連接；所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪軸與抽油泵的軸線一致。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于所述渦輪 殼為上下開敞的圓筒，開敞的下端為進(jìn)油口；或所述渦輪殼為上端開敞，下端封閉的圓筒， 所述進(jìn)油口為設(shè)于下端圓筒周側(cè)的多個(gè)進(jìn)油孔。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于所述渦輪 發(fā)電機(jī)的渦輪是由多個(gè)同軸設(shè)置的渦輪所構(gòu)成的渦輪組。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于設(shè)有一增 速裝置，所述渦輪發(fā)電機(jī)的渦輪軸連接增速裝置的輸入軸，所述增速裝置的輸出軸通過單向 軸承連接發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于所述增速 裝置是行星輪增速裝置、或諧波齒輪增速裝置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電源，其特征在于所述發(fā)電 機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上設(shè)有一貫性輪。
10、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電炮源，其特征在于發(fā)電機(jī)輸 出接線端接儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路，儲(chǔ)能穩(wěn)壓電路的輸出接供電電池。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種石油井下無纜傳輸測量設(shè)備，具體是一種井下無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電方法及供電電源。利用抽油過程中流動(dòng)的原油驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)，渦輪發(fā)電機(jī)所發(fā)電儲(chǔ)存于無纜傳輸監(jiān)測裝置的供電電池中，以補(bǔ)充電能。滿足井下測量設(shè)備上傳信號的大電能需要。
文檔編號F03B13/00GK101560939SQ200810104420
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日
發(fā)明者政 田, 胡國華 申請人:北京美聯(lián)華新測控技術(shù)有限公司;田 政