本實(shí)用新型涉及一種石油鉆井測斜儀，特別是關(guān)于一種無線隨鉆測斜儀泥漿發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

一套安全可靠穩(wěn)定的供電系統(tǒng)是保證無線隨鉆測斜儀井下儀器正常工作的必要條件之一。一直以來，國內(nèi)外主流系列的無線隨鉆測斜儀都用鋰電池短節(jié)供電，采用鋰電池短節(jié)供電，有如下一些突出的問題無法克服：

1.鋰電池的安全性保證不了，鋰電池在強(qiáng)烈沖擊、過熱、短路等情況下，會發(fā)生爆炸，威力相當(dāng)巨大；2.在鉆井作業(yè)中，鋰電池的大量使用，極大地污染了環(huán)境，大部分用掉的鋰電池被使用者丟棄或掩埋在井場附近，給環(huán)境造成極大的破壞；3.隨著鉆井深度越來越深，175℃以上的高溫井也不斷涌現(xiàn)，而鋰電池的安全使用溫度一般為低于150℃，所以無法滿足使用要求；4.影響施工進(jìn)度、增加施工成本：每當(dāng)一組電池使用完畢，就得起鉆換電池；5.造成資源浪費(fèi)：每次施工不可能把每根電池的電量都用完，剩余的電量在下次又用不了多長時間，一般就不用了，這部分電量就浪費(fèi)了。

雖然現(xiàn)在也有廠家推出了用渦輪泥漿發(fā)電機(jī)供電，但是，由于設(shè)計問題也存在如下一些缺陷：1.渦輪、葉輪的結(jié)構(gòu)固定，只能適應(yīng)一種泥漿排量，輸出一種固定功率，要想更換需要全盤更換；2.功率太小，一般為5W左右，為我們井下儀器只能滿足測斜儀部分的供電，電量不夠；3.適應(yīng)性太窄，只能滿足30L/S以上泥漿排量時使用，在低于30L/S的排量下發(fā)電量不夠，無法使用，也就是說只能在直井或斜井段使用，而在現(xiàn)在大部分的水平井中無法使用；4.產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，經(jīng)常發(fā)生故障，無法大面積推廣使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于以上原因，本實(shí)用新型目的是提供一種無線隨鉆測斜儀泥漿發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，該發(fā)電機(jī)是利用泥漿的沖刷作為動力促使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，定、轉(zhuǎn)子分離安裝，結(jié)構(gòu)互不影響，通過更換定、轉(zhuǎn)子配套規(guī)格，能夠適應(yīng)不同的泥漿排量；轉(zhuǎn)子帶動耦合主軸轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生切割磁力線運(yùn)動，利用電磁發(fā)電，從而輸出不同的功率。本實(shí)用新型很好的解決了無線隨鉆測斜儀井下發(fā)電適應(yīng)性問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下：一種無線隨鉆泥漿發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，特征在于定子固定套設(shè)在測斜儀的打撈頭末端，轉(zhuǎn)子固定套設(shè)在主軸上，主軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在打撈頭尾部，定子與轉(zhuǎn)子同軸線；定子的外表面和所述轉(zhuǎn)子的外表面都環(huán)周均布一系列葉片；主軸上安裝有磁力轉(zhuǎn)盤，磁感應(yīng)線圈與所述磁力轉(zhuǎn)盤相對設(shè)置，磁感應(yīng)線圈固定不動。

進(jìn)一步地，所述定子上的各葉片相互平行且與軸線方向成一定角度，所述轉(zhuǎn)子上的各葉片也相互平行且與軸線方向成一定角度，只是所述定子上的葉片傾斜方向與所述轉(zhuǎn)子上的葉片傾斜方向相反。

再進(jìn)一步地，所述定子和轉(zhuǎn)子上的葉片的相對傾斜角度可調(diào)整。

再進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子的數(shù)量至少為一個，可以為兩個或三個，所有轉(zhuǎn)子的葉片傾斜方向一致。

進(jìn)一步地，所述定子通過定子支撐套安裝在打撈頭上：定子支撐套通過螺紋連接在打撈頭的尾部，在定子支撐套外部設(shè)置定子固定鍵，所述定子通過定子固定鍵限位安裝在所述定子支撐套上，所述定子支撐套的兩端都有擋頭。

進(jìn)一步地，所述主軸一端通過上軸承組件旋接在打撈頭尾部，另一端通過下軸承組件旋接在下級連接件上。

本實(shí)用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)，可以體現(xiàn)在如下優(yōu)點(diǎn)：

1、充分利用了鉆井液(泥漿)的能量，提供安全、環(huán)保、可持續(xù)利用的電能；

2、定子和轉(zhuǎn)子可獨(dú)立拆裝；

3、通過調(diào)整變子和轉(zhuǎn)子的葉片角度及配合形式，可以滿足不同泥漿排量的供電，從10L/S～70L/S均可以覆蓋，實(shí)現(xiàn)所有井況全覆蓋。

附圖說明

附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對本實(shí)用新型的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。

圖1是本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的外形圖；

圖2是定子、轉(zhuǎn)子、主軸之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系圖；

圖中，1-定子，2-轉(zhuǎn)子，3-打撈頭，4-主軸，5-磁力轉(zhuǎn)盤，6-磁感應(yīng)線圈，7-定子支撐套，8-定子固定鍵，9-端蓋，10-上軸承組件，11-下軸承組件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知道，以下實(shí)施例并不是對本實(shí)用新型技術(shù)方案作的唯一限定，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案精神實(shí)質(zhì)下所做的任何等同變換或改動，均應(yīng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

發(fā)電機(jī)通常包括定子和轉(zhuǎn)子，一般的定子、轉(zhuǎn)子都是同軸套設(shè)的，要么定子在里轉(zhuǎn)子在外，要么轉(zhuǎn)子在里定子在外，定子帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。而本實(shí)用新型中的定子與轉(zhuǎn)子是分離的，互不影響，可以單獨(dú)拆卸更換，由圖1可見，本實(shí)用新型提供的無線隨鉆測斜儀井下泥漿發(fā)電機(jī)的定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，是借用測斜儀的軸性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本實(shí)用新型中的定子1與轉(zhuǎn)子2是呈前、后軸位關(guān)系，同軸線但并非同軸套設(shè)安裝。定子1固定套設(shè)在測斜儀的打撈頭3末端，鉆井時打撈頭3頭部不斷沖擊泥漿，泥漿不斷上涌，隨著打撈頭3在泥漿中的不斷鉆進(jìn)，定子1不斷被泥漿沖刷；泥漿經(jīng)過定子1后涌向轉(zhuǎn)子2。轉(zhuǎn)子2固定套設(shè)在主軸4上，而主軸4是可旋轉(zhuǎn)地安裝在打撈頭尾部，所以泥漿沖刷到轉(zhuǎn)子2時，轉(zhuǎn)子2可以轉(zhuǎn)動并且?guī)又鬏S4一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子2和主軸4相對于定子1和打撈頭3是可旋轉(zhuǎn)的。由于轉(zhuǎn)子2和主軸4都是可旋轉(zhuǎn)的，而一般在轉(zhuǎn)子2上安裝部件不容易，所以可以在主軸4上安裝磁力轉(zhuǎn)盤5，與磁力轉(zhuǎn)盤5對應(yīng)設(shè)置磁感應(yīng)線圈6，通過磁力轉(zhuǎn)盤5旋轉(zhuǎn)時在磁感應(yīng)線圈6上發(fā)生的磁通變化產(chǎn)生感應(yīng)電流，由此發(fā)電。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型中，在定子1外表面環(huán)周均布一系列葉片，各葉片之間相互平行且與軸線方向成一定角度；同樣，在轉(zhuǎn)子2外表面也環(huán)周均布一系列葉片，各葉片之間也相互平行且與軸線方向成一定角度，只是定子1上的葉片傾斜方向與轉(zhuǎn)子2上的葉片傾斜方向相反，比如按如圖1所示，定子1上的葉片是沿左上至右下方向傾斜，而轉(zhuǎn)子2上的葉片是按左下至右上的方向傾斜。定子1上設(shè)置葉片的目的是為了給泥漿導(dǎo)向，使經(jīng)過定子1的泥漿都沿一個方向流動，轉(zhuǎn)子2上葉片的目的是為了使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來。定子1和轉(zhuǎn)子2上的葉片互成反方向傾斜，是為了使泥漿被定子1導(dǎo)向后恰好正面沖擊轉(zhuǎn)子2的葉片葉面，這樣才能給轉(zhuǎn)子2足夠的旋轉(zhuǎn)動力。

還進(jìn)一步地，本實(shí)用新型中，定子1和轉(zhuǎn)子2的相對傾斜角度并非固定不變，無論定子1還是轉(zhuǎn)子2，都可改變其葉片的傾斜角度。正因?yàn)榭梢愿淖兌ㄗ?與轉(zhuǎn)子2的葉片相對角度，所以可以來改變轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)速度，從而改變磁力轉(zhuǎn)盤5切割磁感應(yīng)線圈6的速度，從而改變線圈的發(fā)電量。

還進(jìn)一步地，本實(shí)用新型中，轉(zhuǎn)子2的數(shù)量不限定為一個，可以連軸設(shè)置兩個、三個或更多，當(dāng)然視功率需求以及儀器總體長度要求以及制造成本等考慮，所有轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)動力方向一致即可。

本實(shí)用新型由于將定子1與轉(zhuǎn)子2分離設(shè)置，互不影響，所以可以單獨(dú)拆卸更換，以適應(yīng)不同的發(fā)電功率需求。此前有些設(shè)計中甚至是不用定子，而由泥漿直接沖刷轉(zhuǎn)子，這樣不能對泥漿起到很好的導(dǎo)流作用，對轉(zhuǎn)子的沖刷力達(dá)不到理想效果，而本實(shí)用新型中設(shè)計定子1，可以起到導(dǎo)流作用。

定子1與轉(zhuǎn)子2葉片的相對角度可變化，可以根據(jù)井眼的大小，即泥漿排量的不同，更換適應(yīng)的葉片，這樣可以增加對鉆井的適用范圍，尤其是水平井。下面是經(jīng)試驗(yàn)確定的定子、轉(zhuǎn)子葉片角度可以對應(yīng)的泥漿排量實(shí)施例：

35～45度定子配合35度轉(zhuǎn)子，適應(yīng)泥漿排量范圍10L/s～22L/s；

25～35度定子配合35度轉(zhuǎn)子，適應(yīng)泥漿排量范圍18L/s～30L/s；

14～25度定子配合35度轉(zhuǎn)子，適應(yīng)泥漿排量范圍25L/s～40L/s；

10度以下定子配合35度轉(zhuǎn)子，適應(yīng)泥漿排量范圍大于38L/s。

具體到定子1轉(zhuǎn)子2和主軸4的安裝，可以采取如下實(shí)施例：

如圖2所示，可以將定子1通過定子支撐套7安裝在打撈頭3上，先將定子支撐套7通過螺紋連接方式旋接在打撈頭3的尾部，在定子支撐套7外部設(shè)置定子固定鍵8，定子1通過定子固定鍵8限位在定子支撐套7上，不可以在定子支撐套7上轉(zhuǎn)動，定子支撐套7的一端有軸擋，另外一端有端蓋9，限制定子的軸向移動。通過定子支撐套7過渡連接定子1而不是由打撈頭3直接連接定子1，這樣一是可以避免對打撈頭的直接損傷，磨損后可以僅更換定子支撐套7；二是可以方便拆卸定子1。

轉(zhuǎn)子2與主軸4的連接方式也有多種，其中一種是可以將轉(zhuǎn)子2固定套設(shè)在主軸4上，主軸4通過上軸承組件10旋接在定子支撐套7的尾部或打撈頭3的尾部，主軸4另一端也同樣通過下軸承組件11旋接在下級連接件上。主軸4與打撈頭3屬于同軸對接，主軸4相對于打撈頭3和定子1旋轉(zhuǎn)。在主軸4的端部通過螺栓安裝磁力轉(zhuǎn)盤5，磁力轉(zhuǎn)盤5就可以隨主軸4一起轉(zhuǎn)動了，磁感應(yīng)線圈6安裝在儀器的另一節(jié)裝置上，與磁力轉(zhuǎn)盤5相對，并不轉(zhuǎn)動，就能產(chǎn)生磁感應(yīng)電流了。

由于本實(shí)用新型可以通過改變定子1與轉(zhuǎn)子2的葉片相對角度來改變轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)速度，從而改變磁力轉(zhuǎn)盤5與磁感應(yīng)線圈6之間的切割磁力線速度，從而改變線圈的發(fā)電量，所以，在本實(shí)用新型來講，發(fā)電功率并不是固定不變的。整體來講，本實(shí)用新型可以適應(yīng)多種泥漿排量發(fā)電。