井下自充电电源.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102306947A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102306947A(43)申请公布日2012.01.04(21)申请号201110274004.5(22)申请日2011.09.15(71)申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号(72)发明人张卫平沈泽俊钱杰张国文童征(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人任默闻(51)Int.Cl.H02J7/32(2006.01)F03B13/00(2006.01)F03B3/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称井下自充电电源(57)摘要本发明提供了一种井下自充电电源，包括：管体分为中间流体通道和位于流体通道外围的外空腔两部分空间；叶轮部设置在流体通道的内壁上；叶轮部包括：叶轮保护块、叶轮和两条流道；叶轮保护块中设有叶轮腔，用于放置所述叶轮；两条流道与叶轮腔相连通，用于注入、排出流体，以推动叶轮转动；充电部设置包括：发电机定子、发电机转子、充电电路和充电电池；发电机转子与叶轮相轴连，随叶轮带动而转动；发电机定子与发电机转子相对应固定设置；发电机定子与充电电路电连接；充电电路与充电电池相连接。该井下自充电电源用以为油气井井下智能设备供电。CN10236947ACCNN110230694702306954A权利要求书1/1页1.井下自充电电源，其特征在于，包括：管体、至少一叶轮部和至少一充电部；所述管体呈直管型，该管体分为中间流体通道和位于流体通道外围的外空腔两部分空间；所述叶轮部设置在所述流体通道的内壁上；该叶轮部包括：叶轮保护块、叶轮和两条流道；该叶轮保护块中设有叶轮腔，用于放置所述叶轮；所述两条流道分别从叶轮保护块的两端与叶轮腔相连通，用于注入、排出流体，以推动叶轮转动；所述充电部设置于所述外空腔内；该充电部包括：发电机定子、发电机转子、充电电路和充电电池；所述发电机转子与所述叶轮相轴连，随叶轮带动而转动；所述发电机定子与发电机转子相对应固定设置；该发电机定子与充电电路电连接；所述充电电路与充电电池相连接。2.如权利要求1所述的井下自充电电源，其特征在于：所述发电机定子为永久性磁铁。3.如权利要求1所述的井下自充电电源，其特征在于：所述充电电路经过整流、保护电路对充电电池进行充电。4.如权利要求1所述的井下自充电电源，其特征在于：所述充电电池设有输出端，用以为井下智能设备供电。5.如权利要求1所述的井下自充电电源，其特征在于：在所述叶轮与发电机转子之间串接有变速齿轮对。6.如权利要求1所述的井下自充电电源，其特征在于：在所述管体的上下开口处还设有接头，用以与油管相连接。2CCNN110230694702306954A说明书1/3页井下自充电电源技术领域[0001]本发明涉及石油开采技术领域，特别是一种用于为油气井井下智能设备供电的井下自充电电源。背景技术[0002]随着油气开发生产的日益现代化和智能化，油气井井下智能设备也得到了迅猛发展。贝克休斯公司的InCharge智能完井系统采用了全电子设计，使用井下电控滑套和电动井下湿式解锚系统。目前许多研究机构对油气井井下无线通讯技术展开研究，依靠该技术实现井下监测数据和控制信号的传递。在注水井上使用的可遥控注水阀，可通过电缆控制注水阀门的大小以调节注水量。另外如油气井井下测量仪器、智能堵水阀等智能设备。这些设备目前或使用电池，或者用电缆将动力输送至井下。电池的使用寿命始终有限，电缆输送动力增加了作业费用和施工难度，因而对井下电源的需求也越来越受到重视。[0003]专利200620123884.0提供了一种采用抽油杆的上下运动进行发电的方法。该方法把部分抽油杆改造成永久磁铁，在对应位置的抽油管上放置有电线绕组的线圈管，在抽油杆做往复运动时切割磁力线进行发电。该专利的局限在于：①仅适用于抽油泵井；②发电设备的位置固定不能移动，而井下智能设备在井筒内的位置不定。若抽油泵距井下智能设备过远，则需要电缆进行连接，从而增加了作业难度和产生较大的电力损耗，距实际应用有相当大的距离。[0004]专利02279110.8中提到的井下发电机配置在地平面之下的外管与内管之间的环状腔体中；发电机的转子通过键被固定在内管的外壁上，定子经外壳被镶嵌在外管的内壁中；内管与上部钻杆相连，下部与钻头相连；发电机的输出端经整流稳压装置输至电子控制装置。它能为自动垂直钻具提供足够容量的稳定的直流电源，使钻具成为一种完整的闭环自动垂直钻探的地下系统，它是一种成本低，工作寿命长、安全可靠的地下电源设备。该专利主要应用于钻井中，利用钻杆的转动进行发电，但是并不适宜应用在油气生产井中。发明内容[0005]本发明的主要目的在于解决现有技术中