一种井下螺杆发电机的制作方法

本实用新型涉及石油勘探和钻采技术领域，具体为一种井下螺杆发电机。

背景技术：

随钻测量测井系统是目前国内外石油钻进中普遍使用的一种先进系统，其能够在钻进过程中实时测量定向数据、地层特性、钻井参数三方面井下信息并将上述实时数据传送回地面。由于随钻测量测井系统没有返回到地面的电缆导体，固井下仪器的电源必须位于井下。目前，随钻测量测井系统使用的井下电源有电池组与井下泥浆发电机两类。电池组是井下仪器早期使用的电源，其存在使用寿命短，环境污染、安全性能差等诸多缺点，近年来正逐步被井下发电机电源取代。

井下发电机是随钻测井与测量系统的重要组成部件，为整套随钻仪器提供电能，保证测量仪器在井下的正常工作。

常规井下发电机是通过泥浆带动发电机转子转动，转子通过测力耦合带动发电机转动，进而发电的。此类型发电机需要额外增加定转子及倒流套，通过泥浆推动转子转动进行发电，容易造成定转子及倒流套的损坏，造成成本的增加。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种井下螺杆发电机，删除定、转子部分，利用井下螺杆转动作为动能进行发电，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种井下螺杆发电机，包括无磁钻铤、随钻测斜仪、发电短节、螺杆短节、连接筒、连接器组件、整流电路短节、轴向缓冲器、转接头、发电机、减速器、轴承、传动轴、内磁芯、外磁芯、防掉杆以及空心筒，所述随钻测斜仪的上端通过螺钉固定在无磁钻铤内，所述发电短节设于所述随钻测斜仪的下方，所述发电短节上端设有连接筒，所述随钻测斜仪下端通过螺纹与连接筒连接固定，所述连接器组件设于所述连接筒的下端，所述随钻测斜仪通过连接器组件进行通信和传输电能，所述连接器组件下方设有整流电路短节，所述整流电路短节下方设有轴向缓冲器，所述轴向缓冲器下方设有转接头，所述转接头的下方设有发电机，所述无磁钻铤下端通过螺纹与螺杆短节连接，所述螺杆短节上端设有防掉杆，所述防掉杆的上端设有空心筒，所述空心筒的内部上方设有外磁芯，所述发电短节下端的内磁芯设于所述传动轴上，外磁芯通过磁力耦合方式带动传动轴转动，所述传动轴两端装有轴承，传动轴上端和减速器连接，减速器上端和发电机连接。

优选的，螺杆短节和发电短节活动连接。

优选的，内磁芯的外部设有无磁外筒，所述无磁外筒的下方设有堵头。

优选的，发电短节下端的内磁芯和螺杆短节内的外磁芯为同一水平的耦合位置。

优选的，空心筒的筒壁上镶嵌成对永磁铁，所述永磁铁圆周均布且永磁铁的n-s极间隔排列。

优选的，空心筒下方还设有斜向通孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过设置外磁芯与内磁芯，使得螺杆转动时带动外磁芯，外磁芯通过磁力耦合方式带动传动轴转动，传动轴从而带动发电机进行发电，发电机发出的电能通过整流电动短节整流后，向上传输给随钻测斜仪，整个过程不需要定、转子，解决需要增加定、转子提供动力的成本问题，降低定、转子的故障率，同时避免了定、转子在泥浆冲刷和侵蚀作用下，导致损坏不能正常发电的问题。

附图说明

图1为井下螺杆发电机结构示意图；

图2为发电短节结构示意图；

图3为螺杆短节结构示意图。

图中：1-无磁钻铤；2-随钻测斜仪；3-发电短节；4-螺杆短节；5-上端连接筒；6-连接器组件；7-整流电路短节；8-轴向缓冲器；9-转接头；10-发电机；11-减速器；12-轴承；13-传动轴；14-内磁芯；15-无磁外筒；16-堵头；17-外磁芯；18-防掉杆；19-空心筒；20-永磁铁；21-斜向通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1、图2和图3，本实用新型提供一种技术方案：一种井下螺杆发电机，包括无磁钻铤1、随钻测斜仪2、发电短节3、螺杆短节4、连接筒5、连接器组件6、整流电路短节7、轴向缓冲器8、转接头9、发电机10、减速器11、轴承12、传动轴13、内磁芯14、外磁芯17、防掉杆18以及空心筒19，其中随钻测斜仪2上端通过螺钉固定在无磁钻铤1上，随钻测斜仪2下端通过螺纹和发电短节3上端连接筒5连接固定，并通过连接器组件6进行通信和传输电能。无磁钻铤1下端通过螺纹和螺杆短节4连接螺杆短节4和发电短节3没有直接固定连接，通过仪器尺寸保证发电短节3下端的内磁芯14和螺杆短节4的外磁芯17为同一水平的耦合位置。

螺杆短节4上端防掉杆的上端为空心筒19，筒壁上镶嵌成对永磁铁20，永磁铁20圆周均布，且n-s极间隔排列，螺杆转动时带动外磁芯17转动。空心筒19下方有斜向通孔21，将用于泥浆流动。

发电短节3下端内磁芯14安装在传动轴13上，外磁芯17通过磁力耦合方式带动传动轴13转动。传动轴13两端装有轴承12，传动轴13上端和减速器11连接，并带动减速器11转动，减速器11上端和发电机10连接，带动发电机10进行发电。发电机10发出的电能通过整流电动短节7整流后，向上传输给随钻测斜仪2。

使用方法

外磁芯17通过磁力耦合方式带动传动轴13转动，传动轴13两端装有轴承12，传动轴13上端和减速器11连接，并带动减速器11转动，减速器11上端和发电机10连接，带动发电机10进行发电，发电机10发出的电能通过整流电动短节7整流后，向上传输给随钻测斜仪2。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种井下螺杆发电机，其特征在于：包括无磁钻铤(1)、随钻测斜仪(2)、发电短节(3)、螺杆短节(4)、连接筒(5)、连接器组件(6)、整流电路短节(7)、轴向缓冲器(8)、转接头(9)、发电机(10)、减速器(11)、轴承(12)、传动轴(13)、内磁芯(14)、外磁芯(17)、防掉杆(18)以及空心筒(19)，所述随钻测斜仪(2)的上端通过螺钉固定在无磁钻铤(1)内，所述发电短节(3)设于所述随钻测斜仪(2)的下方，所述发电短节(3)上端设有连接筒(5)，所述随钻测斜仪(2)下端通过螺纹与连接筒(5)连接固定，所述连接器组件(6)设于所述连接筒(5)的下端，所述随钻测斜仪(2)通过连接器组件(6)进行通信和传输电能，所述连接器组件(6)下方设有整流电路短节(7)，所述整流电路短节(7)下方设有轴向缓冲器(8)，所述轴向缓冲器(8)下方设有转接头(9)，所述转接头(9)的下方设有发电机(10)，所述无磁钻铤(1)下端通过螺纹与螺杆短节(4)连接，所述螺杆短节(4)上端设有防掉杆(18)，所述防掉杆(18)的上端设有空心筒(19)，所述空心筒(19)的内部上方设有外磁芯(17)，所述发电短节(3)下端的内磁芯(14)设于所述传动轴(13)上，外磁芯(17)通过磁力耦合方式带动传动轴(13)转动，所述传动轴(13)两端装有轴承(12)，传动轴(13)上端和减速器(11)连接，减速器(11)上端和发电机(10)连接。

2.根据权利要求1所述的一种井下螺杆发电机，其特征在于：所述螺杆短节(4)和发电短节(3)活动连接。

3.根据权利要求1所述的一种井下螺杆发电机，其特征在于：所述内磁芯(14)的外部设有无磁外筒(15)，所述无磁外筒(15)的下方设有堵头(16)。

4.根据权利要求1所述的一种井下螺杆发电机，其特征在于：所述发电短节(3)下端的内磁芯(14)和螺杆短节(4)内的外磁芯(17)为同一水平的耦合位置。

5.根据权利要求1所述的一种井下螺杆发电机，其特征在于：所述空心筒(19)的筒壁上镶嵌成对永磁铁(20)，所述永磁铁(20)圆周均布且永磁铁(20)的n-s极间隔排列。

6.根据权利要求1所述的一种井下螺杆发电机，其特征在于：所述空心筒(19)下方还设有斜向通孔(21)。

技术总结
本实用新型公开了一种井下螺杆发电机，包括无磁钻铤、随钻测斜仪、发电短节、螺杆短节、连接筒、连接器组件、整流电路短节、轴向缓冲器、转接头、发电机、减速器、轴承、传动轴、内磁芯、外磁芯、防掉杆以及空心筒，随钻测斜仪的上端通过螺钉固定在无磁钻铤内，发电短节设于随钻测斜仪的下方，随钻测斜仪下端通过螺纹与连接筒连接固定，连接器组件设于连接筒的下端，随钻测斜仪通过连接器组件进行通信和传输电能，连接器组件下方设有整流电路短节，整流电路短节下方设有轴向缓冲器，轴向缓冲器下方设有转接头，转接头的下方设有发电机，无磁钻铤下端通过螺纹与螺杆短节连接。本实用新型不需要定、转子，降低定、转子的成本和故障率。

技术研发人员：冯建宇;张文超
受保护的技术使用者：北京六合伟业科技股份有限公司
技术研发日：2020.08.17
技术公布日：2021.04.30