[发明专利]一种油田注水井配水管电控工具的供电装置

说明书

本发明提供一种油田注水井配水管电控工具的供电装置，包括配水管，配水管的左端口为入水口，从入水口处向配水管内依次装有涡流发生体和夹具组件，夹具组件上竖直安装有具有多个压电双晶片振子的压电组件，涡流发生体可以产生涡街，从而产生对压电组件的等效激励作用。本发明利用流固耦合作用所产生的涡流作为激励源，通过一系列的能量转换，可直接利用油田注水井配水管中源源不断的水流来解决或改善电控工具的供能问题。本发明结构简单紧凑，无电磁干扰，无需外部控制单元与电源供能，在长程管路内扩展性强，易于实现多点连续布置；在流场状态复杂多变的管内，本发明仍然具有输出功率较高、输出电压信号波动小、管内流体能量利用率的效果。

技术领域

本发明涉及一种供电装置，具体地，涉及一种油田注水井配水管电控工具的供电装置。

背景技术

石油作为现阶段世界第一大能源，对我国的国民生产和军事战略具有重要意义和价值。目前，随着我国国内诸如大庆、辽河、四川等油田的不断开采和消耗，油田总体储油量不断下降且中低渗透层中油藏生产能力逐年减弱，在国内市场需求不断扩大的现实压力下，油田的可持续发展开采技术蓬勃发展，同时也面临着新的诸多挑战。例如，在油田的开发中后期，为了保证油藏的开采效率和开采速度，解决油层压力下降的问题，一般在油田中建立注水井，将水注入油藏以保证油层的有效压力，从而使油藏在开采过程中能将采集驱动力维持在较高水平。通常，在每一口注水井中，为提高采油质量并缓解油层的平面矛盾和层间干扰矛盾，我国油田现阶段采取分层注水采用工艺，对不同油层进行相应的分层分段定量配注。在注水井中的配水管路中，管内的实时流量、压力和温度等一系列物理参数需要集成了多个传感器的井下电控工具系统来完成状态监测和信息传输。然而，现阶段井下电控工具的供电多采用一次性电池或充电电池，电池寿命有限，更换电池或给电池充电时需要将整套电控工具系统从井下取出，考虑到油田数千米的深度以及所配注水井的实际数量与分布，这使更换电池作业的工作量和工作时间巨大，同时所更换的大量电池也会对环境造成极大负担。因此，油田注水井配水管中电控工具的供电难问题，是如今油田开采技术中最迫切需要解决的难题之一。

近年来，随着国际社会对于新能源技术和清洁可持续能源发展技术的看好，人们提出了管路内多种形式的基于涡激振动的压电发电装置，它一般具有结构简单、可靠性高、无电磁干扰和易于集成等优点，可满足一般无线传感器监测系统的供电需求。然而，现有的涡激振动压电发电装置由于布置在流场状态复杂多变的管内，在面对电控工具供电任务中仍然有输出功率较低、输出电压信号波动大、管内流体能量利用率低等问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种油田注水井配水管电控工具的供电装置，利用流固耦合作用所产生的涡流作为激励源，通过压电材料所构成的核心俘能单元进行流体动能、机械振动能和电能之间的转换，可直接利用油田注水井配水管中源源不断的水流来解决或改善电控工具的供能问题。

为实现以上目的，本发明提供一种油田注水井配水管电控工具的供电装置，包括：配水管，所述配水管的左端口为入水口，所述配水管内壁对称安装有两个连接横条，两个连接横条的左右两端各对应开有一通孔，四个所述通孔沿连接横条的厚度方向开设，所述两个连接横条上由左至右分别安装有涡流发生体和夹具组件，其中：

所述涡流发生体的两端与所述两个连接横条左侧的两个所述通孔过盈配合；

所述夹具组件包括：夹具支撑轴、夹具主体和盖板，所述夹具支撑轴的两端与所述两个连接横条右侧的两个通孔过盈配合，所述夹具主体固定在所述夹具支撑轴上，所述盖板安装在所述夹具主体上，所述盖板中央有一通孔；