專利名稱：一種井下電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及發(fā)電領域，具體涉及一種利用石油鉆井過程中產(chǎn)生的泥漿驅動渦 輪為井下測量儀器供電的井下電源。
背景技術：
隨著地球上石油儲量的減少，石油鉆井的深度日益增加，通?？蛇_到9000m 15000m，而井下的溫度將隨著深度的增加而升高，達到225 250°C。目前，石油鉆機廣泛 采用高性能鋰電池為井下測量儀器供電，而鋰電池的工作溫度為150 175°C。深井中的 高溫環(huán)境，將使得鋰電池性能和壽命都大幅度降低，甚至無法工作。另外，頻繁地更換鋰電 池，將會使裝置的密封性能無法得到保證，進而帶來安全性能問題，因為井下測量儀器為了 保證高壓下(IOOMPa)的密封，不允許經(jīng)常拆卸。再者，使用鋰電池供電還將帶來環(huán)境污染。 這些問題都嚴重影響著石油產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種井下電源，利用鉆井過程中產(chǎn)生的泥漿驅動渦 輪，渦輪帶動發(fā)電機發(fā)電，為井下測量儀器提供穩(wěn)定可靠的電力。一種井下電源，包括泥漿渦輪機1、傳動軸3、發(fā)電機5、磁力聯(lián)軸器4和交直流轉換 電路9，泥漿渦輪機1連接傳動軸3，傳動軸3通過磁力聯(lián)軸器4連接發(fā)電機5，發(fā)電機5連 接交直流轉換電路9。作為優(yōu)化，所述交直流轉換電路9還連接過載保護電路10。所述泥漿渦輪機1包括導葉和渦輪，泥漿經(jīng)過導葉8改變流向后通過渦輪7，渦輪 7轉動從而帶動傳動軸3轉動交直流轉換電路9采用通過4個整流二極管構成的單相橋式整流電路實現(xiàn)，連接 方式如圖3。所述過載保護電路10用于在交直流轉換電路輸出電壓或者負載發(fā)生變化時使輸 出的直流電壓保持穩(wěn)定，實現(xiàn)方式有多種，本發(fā)明公開了其中一種如圖3所示，C1和&并聯(lián) 后起到穩(wěn)壓作用。電阻R1和電阻R2組成電壓輸出調(diào)節(jié)電路，電容C2和電阻R2并聯(lián)組成濾 波電路，以減小輸出電壓的波動。二極管D1接在穩(wěn)壓器輸出端和調(diào)節(jié)端，防止電路輸出端 與地短路時損壞穩(wěn)壓器。二極管D2接在穩(wěn)壓器的輸入端和輸出端，防止輸入端短路時，電 容C3的放電電流倒流入穩(wěn)壓器的輸入端，損壞穩(wěn)壓器內(nèi)的調(diào)整管。本實用新型的有益效果體現(xiàn)為井下電源解決了高溫深井中，井下測量儀器的穩(wěn) 定供電問題。該裝置相較于傳統(tǒng)的高性能鋰電池，更加節(jié)能，更加環(huán)保。使用磁力聯(lián)軸器使 該裝置運行更加穩(wěn)定持久。

圖1為本實用新型結構示意圖。[0011]圖2為本實用新型的泥漿渦輪機結構示意圖。圖3為本實用新型的過載保護電路結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。本實用新型的使用環(huán)境是石油鉆井的鉆桿內(nèi)部。安裝在鉆桿中原來裝有高性能鋰 電池的位置，又因本實用新型外觀形狀與高性能鋰電池相似，因此無需改變鉆桿內(nèi)部的結 構。如圖1和2所示，渦輪和傳動軸的連接方式為鍵連接，渦輪葉片用螺釘固定在輪轂上， 松開螺釘后可人工調(diào)節(jié)葉片角度。導葉固定在機殼2上，并在以傳動軸為中心的圓周上均 勻分布。磁力聯(lián)軸器4是一種柔性連接方式。在裝置運行的過程中它利用內(nèi)外磁力耦合產(chǎn) 生的滑差效應限制發(fā)電機極限轉速，保護發(fā)電機，提高發(fā)電機工作的可靠性。同時，磁力聯(lián) 軸器與機械剛性連接方式相比，還降低了軸系加工中同心度的要求。當鉆井過程中所使用的泥漿流過鉆桿時，先通過導葉8，其流動方向發(fā)生改變，后 通過渦輪7，帶動渦輪轉動，整個過程把泥漿的機械能轉化成渦輪的動能。渦輪7通過傳動 軸3、磁力聯(lián)軸器4帶動交流發(fā)電機8發(fā)出不穩(wěn)定的交流電。交直流轉換電路9將交流電轉 換為直流電，再由過載保護電路10將不穩(wěn)定的直流電轉化為穩(wěn)定可靠的直流電，供井下測 量儀器的使用。
權利要求一種井下電源，其特征在于，包括泥漿渦輪機(1)、傳動軸(3)、發(fā)電機(5)、磁力聯(lián)軸器(4)和交直流轉換電路(9)，泥漿渦輪機(1)連接傳動軸(3)，傳動軸(3)通過磁力聯(lián)軸器(4)連接發(fā)電機(5)，發(fā)電機(5)連接交直流轉換電路(9)。
2.根據(jù)權利要求1所述的井下電源，其特征在于，所述交直流轉換電路(9)還連接過載 保護電路(10)。
3.根據(jù)權利要求1所述的井下電源，其特征在于，所述泥漿渦輪機(1)包括導葉和渦 輪，泥漿經(jīng)過導葉(8)改變流向后通過渦輪(7)，渦輪(7)轉動從而帶動傳動軸(3)轉動。
專利摘要一種井下電源，包括泥漿渦輪機、傳動軸、發(fā)電機、磁力聯(lián)軸器和交直流轉換電路，泥漿經(jīng)過渦輪機的導葉改變流向后通過渦輪，渦輪轉動而帶動傳動軸轉動，傳動軸通過磁力聯(lián)軸器與發(fā)電機相接，發(fā)電機發(fā)出不穩(wěn)定的交流電，交直流轉換電路將交流電轉換為直流電。本實用新型將泥漿的機械能轉化成渦輪的動能，為井下的測量儀器提供電力，相比傳統(tǒng)的鋰電池，可以更好的適應井下的高溫環(huán)境。
文檔編號H02K49/10GK201726252SQ20102026310
公開日2011年1月26日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權日2010年7月20日
發(fā)明者張師帥, 張志鑫, 敖雙, 曹傳勝, 王平, 龔升 申請人:華中科技大學