[实用新型]一种涡轮发电机传动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油、煤矿及地质勘探中的钻井工程领域，特别提供了一种在石油钻井中用于无线随钻仪器涡轮发电机的传动装置。

背景技术

钻井作业中无线随钻仪器在井下需要电力供电，现有的供电方式有三种，一种是电池供电，第二种使用智能钻杆从地面供电，第三种是使用井下涡轮发电机供电。电池供电效率低，抗高温性能低，起下钻次数多，环境污染大，存储运输安全风险高。智能钻杆一次性投入成本过大，运行成本高。涡轮发电机供电有一次投入低，运行成本低，节约成本，抗高温性能高等优点，是以后主要的供电模式。

现有技术中，泥浆发电机是使用转子、定子、传动轴、变速器等组成的井下泥浆发电机，其传动系统采用机械硬连接，动密封结构。在井下时由于泥浆含砂，在高速水力冲击下动密封结构容易造成损坏。随着井深的增加和环境排放要求的提高，井下温度增加，泥浆中的固相含量增高，动密封结构寿命缩短，已经无法满足现场使用要求。

实用新型内容

针对泥浆发电机的现状问题，本实用新型的目的在于通过技术开发，改进涡轮发电机的传动方式，提供一种石油钻井中无线随钻仪器的涡轮发电机传动装置。该传动装置使用磁耦合传动方式替换原来的机械传动方式，将机械硬连接、动密封结构改为内外磁钢转子中间加隔离部件的连接结构，成为静密封结构，消除机械偏心造成的机械磨损影响，提高传动方式的密封性，实现零泄漏，减少涡轮的气蚀，减弱水力振荡对发电机的影响，使发电机能够适应现有泥浆环境要求。

本实用新型的技术方案是：一种涡轮发电机传动装置，其特征在于：所述装置包括转子总成和主轴总成，转子总成和主轴总成呈轴向套设，转子总成在外，主轴总成在内；转子总成包括有转子叶轮和外磁钢，主轴总成包括有主轴和内磁钢，所述外磁钢和内磁钢成对地在主轴外围沿周向布置，每一对外磁钢和内磁钢都反磁极相对，转子叶轮依靠外磁钢和内磁钢之间的磁耦合力带动主轴转动，主轴一端连接磁力转盘，磁力转盘与发电机线圈相对。

进一步地，所述装置还包括一隔离外筒，所述隔离外筒间隔在转子总成和主轴总成之间，将主轴总成密封在内，隔离外筒为非导磁材料。

进一步地，所述外磁钢依靠转子骨架固定在转子叶轮上；所述内磁钢依靠主轴磁钢架固定在所述主轴上。

所述外磁钢和内磁钢共有5-8对沿周向均布。

再进一步地，所有外磁钢，以及所有内磁钢，各自按照磁极一正一反、一正一反的顺序安装。

再进一步地，所述外磁钢的横截面为扇形，所述内磁钢的横截面为矩形。

进一步地，所述转子叶轮上端支撑在上轴承套上，上轴承套套在定子支撑管上；所述转子叶轮下端支撑在下轴承套上，下轴承套支撑在所述隔离外筒上。

所述隔离外筒为一筒形，内端插入到定子支撑管内与其螺纹旋接。

进一步地，所述主轴上、下端分别套有上轴承、下轴承，所述上轴承、下轴承分别支撑在所述隔离外筒内壁上。

再进一步地，在所述主轴上紧挨所述下轴承套设一碟簧。

基于上述技术方案，本实用新型的涡轮发电机传动装置与现有技术相比具有如下技术优点：本实用新型使用磁力耦合传动，避免了机械连接中当叶轮转动带动主轴转动时，需要对主轴和外筒进行密封的动密封要求，简化了结构和加工工艺要求。当泥浆固相含量高时，该结构避免了原有的连接间隙容易因固相含量的关系造成的快速磨损的问题，提高了涡轮发电机的使用寿命，扩大了仪器的使用范围。当泥浆流速过大时，磁耦合传动产生滑差效应，有效的限制了内轴的转速。并且该结构拆装方便，易冲蚀部件容易更换，节约了成本。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型传动装置的主结构剖视图；

图2为图1中的A-A截面剖视图；

图3为外磁钢和内磁钢的磁极关系图；

图4为外磁钢或内磁钢在同一圆周上相邻磁钢的分布图。

图中，1-转子叶轮、2-转子骨架、3-外磁钢、4-上轴承套、5-下轴承套，6-主轴、7-主轴磁钢架、8-内磁钢、9-充油堵头、10-上轴承、11-下轴承、12-碟簧、13-隔离外筒、14-键、15-定子支撑管、16-摩擦片。

具体实施方式