[实用新型]用于井下发电机组的液体驱动涡轮

说明书

技术领域

本实用新型是有关于一种液体驱动涡轮，特别是关于一种用于井下发电机 组的液体驱动涡轮，其主要应用于带有涡轮发电机组的井下无线随钻测量仪器 中。

背景技术

井下涡轮发电机是近年伴随无线随钻测量技术而发展起来的供电设备，而 发电机驱动涡轮是其动力来源，它把液体能变为主轴上的机械能，因此涡轮的 工作状态将直接影响着发电机的运转。

相关文件中，中国专利号为200620158603.5的实用新型专利“井下涡轮发 电机”及中国专利号为200720103712.1的实用新型专利“一种井下涡轮发电 机”，两实用新型的发电机定子线圈均固定于钻铤内部，发电机转子由涡轮转子 驱动，涡轮转子叶片沿钻杆轴线螺旋上升，旋向与之对应的导流定子相反。但 是，上述发电机涡轮转子及导流定子的叶片设计均没有考虑到叶片的井下承压 状况，而将其设计为均等厚度，这样会造成叶片的承压面磨损加剧；同时，其 叶片的等螺旋角设计不能充分利用冲击流体特性，导致涡轮效率的下降。因此， 有必要设计一种新型的用于井下发电机组的大功率驱动涡轮，以克服上述专利 中单台涡轮发电机供电功率有限的缺陷。

以引入方式将上述技术内容合并于本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种用于井下发电机组的液体驱动涡轮，其能 减少水力损失，提高扭矩、转速来为发电机组的转子提供动力，从而增加供电 功率，以满足井下用电需求，提高发射功率、增加电磁波传输强度。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现，一种用于井下发电机 组的液体驱动涡轮，所述驱动涡轮包括涡轮转子，所述涡轮转子通过磁力耦合 器与该井下发电机组转子轴固定连接，其中，所述涡轮转子的轴向上相对于所 述井下发电机组的一侧安装有固定设置的导流定子，所述涡轮转子、导流定子 和井下发电机组安装在同一钻铤内，所述导流定子和涡轮转子的叶片为航空气 动涡轮叶片。

在优选的实施方式中，所述导流定子的叶片的入口角为90度，出口角为 42～25度。

在优选的实施方式中，所述涡轮转子的叶片的出口角与上述导流定子的出 口角相同。

在优选的实施方式中，所述涡轮转子与导流定子之间设置有调整垫片。

在优选的实施方式中，所述涡轮转子可转动地匹配设置在所述钻铤内，所 述导流定子固定在所述钻铤内。

在优选的实施方式中，所述磁力耦合器包括同轴设置的内磁转子和外磁转 子，所述外磁转子的内侧设置所述内磁转子，外侧设置所述涡轮转子。

在优选的实施方式中，所述涡轮转子为焊接不锈钢的涡轮转子，所述导流 定子为焊接不锈钢的导流定子。

在优选的实施方式中，所述涡轮转子为整体铸铝的涡轮转子，所述导流定 子为整体铸铝的导流定子。

本实用新型的特点及优点是：该井下液动涡轮的导流定子与涡轮转子叶片 大胆地采用了航空气动涡轮叶片，例如C4叶型，这样有效地减少了水力损失； 同时，叶片的倾角设计不是采用目前流行的等螺旋角方式，而是根据井下液体 流态特点分别计算了叶片的入口与出口角度，采用样条拟合的方式设计叶片倾 角。如此涡轮叶片设计可使涡轮具有大扭矩、高转速的特点，为井下发电机组 提供更强的动力，增加供电功率，以满足井下用电需求，提高发射功率、增加 电磁波传输强度。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新 型的范围。其中，

图1是本实用新型的驱动涡轮安装于井下发电机组的结构示意图；

图2是本实用新型的导流定子与涡轮转子分解状态的立体示意图；

图3是本实用新型的涡轮转子的俯视示意图；

图4本实用新型的驱动涡轮在不同流体排量下的实际带载曲线，体现了驱 动涡轮在不同流体排量下的输出转速与扭矩的对应关系。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附 图说明本实用新型的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。