[发明专利]电力产生设备

说明书

技术领域

本文所描述的实施例总地涉及用于产生电力的设备，特别是但并不专 指在输送流体的管线或其他导管中使用，例如在石油和天然气勘探和开采 行业中发现的井下环境。

背景技术

在诸如在石油和天然气勘探和开采行业中发现的井下环境中使用电力 系统是众所周知。这样的电力系统可包括，例如，诸如扼流器、阀门等需 要机械操作的致动系统，诸如压力传感器、通信系统、诊断系统、和/或类 似物的传感器，。用于操作这些系统的电力可由电池提供。然而，实际上， 由于井下发现的具有挑战性的环境条件，电池的操作寿命可能大幅度的减 少。

发明内容

根据发明的第一方面是一种电力发电机，所述电力发电机包括：

至少一个可驱动部件；以及

至少一个发电设备，所述发电设备包括：

至少一个发电机磁铁，用于产生磁场；

至少一个导电部件，所述至少一个导电部件位于所述磁场中或能 够位于所述磁场中；

其中所述可驱动部件可驱动，从而产生所述至少一个磁铁与所述至少 一个导电部件的相对运动。

所述至少一个发电机磁铁可包括永久磁铁和/或电磁铁。

所述至少一个导电部件可包括线圈和/或绕组。

所述电力发电机可被配置成位于井孔中。所述电力发电机或至少所述 可驱动部件可被配置成位于输送流动流体的导管中。所述导管可包括井孔 和/或位于所述井筒中的管子。流动流体可包括液体和/或气体。所述可驱动 部件可由流动流体驱动，例如所述可驱动部件可以由流动流体可旋转。所 述电力发电机可以位于及/或被配置成使得发电机的纵向轴线沿流体流的 方向延伸。可驱动部件可被配置成以大致上垂直于流动流体的方向延伸。 所述电力发电机可以是长形的电力发电机，其中所述电力发电机可被配置 成使得在使用中电力发电机的长轴线大致上沿流体流的方向延伸。电力发 电机的外径可小于8厘米。较佳地，壳体和/或可驱动部件的外径可小于7 厘米。

所述至少一个发电设备科包括至少一个转子和至少一个定子。所述至 少一个发电机磁铁或所述至少一个导电部件可以被包括在所述至少一个定 子中或被设置在所述至少一个定子上。所述至少一个发电机磁铁或所述至 少一个导电部件的另一个可以被包括在所述至少一个转子中或被设置在所 述至少一个转子上。所述转子可以设置在所述定子的内部，或者，可替换 地，所述定子可以设置在所述转子的内部。所述转子与定子可以在沿着所 述转子的旋转轴线的方向上至少部分重叠。

所述可驱动部件可包括驱动轴或被固定或可固定于驱动轴。所述可驱 动部件可以选择性地从所述驱动轴上可释放。

所述至少一个可驱动部件经由至少一个连接器可被耦合或可耦合于所 述至少一个发电设备的至少一部分。所述至少一个连接器可包括花键连接 器和/或磁性耦合和/或类似物。

转子可以包括、被耦合或安装至可旋转转子轴。转子轴可与驱动轴分 离或者与驱动轴为一体。当转子轴与驱动轴分离时，所述至少一个连接器 被设置在所述可驱动部件的驱动轴与转子或转子轴之间。

所述花键连接器可包括设置在所述驱动轴或转子轴其中之一上的多个 花键以及在所述驱动轴或转子轴其中之另一个上的多个对应的凹陷部，使 得所述花键与凹陷部沿着驱动轴和/或转子轴的纵向轴线相对地可滑动，但 周向地相互啮合，使得转子轴与驱动轴一起旋转。

磁性耦合可包括一个或多个配合布置的第一耦合磁铁与第二耦合磁 铁，其配置成使得所述第一耦合磁铁的旋转作用以将磁力施加在第二耦合 磁铁上，所施加的磁力作用以使所述第二耦合磁铁旋转。第一耦合磁铁通 过驱动所述至少一个可驱动部件而可旋转，例如，通过被设置在所述驱动 轴上或者与所述驱动轴耦合。第二耦合磁铁可以被设置在转子轴上或与转 子轴耦合，例如使得由第一组磁铁施加在第二组磁铁上的磁力作用以旋转 转子轴。

磁性连接器可整合到所述发电设备中。第二耦合磁铁可包括所述发电 设备的至少一个发电机磁铁或被包括于所述发电设备的至少一个发电机磁 铁。