The invention discloses a piezoelectric energy storage device for downhole testing equipment of an oil well. The upper and lower ends of the cylindrical main body are provided with threaded threads, which are connected with the sucker rod string. The base of the cantilever beam is arranged in parallel rows around the cylindrical main body. The upper and lower sides of the base of the cantilever beam are pasted with piezoelectric ceramic sheets by conductive adhesive, and the end of the base of the cantilever beam is provided with a mass block, which is between the mass block and the sucker rod. Without contact, the outer part of the cylindrical main body is provided with a protective cover, and the circuit board is arranged in the middle of the cylindrical main body. The invention has simple structure and can convert the energy produced by vibration and impact of downhole fluid into available electric energy during oil pumping, and store the electric energy into rechargeable battery for use by downhole detection equipment.
【技术实现步骤摘要】
一种用于油井井下检测设备的压电储能装置
本专利技术涉及的是机械采油工程研究领域与电
的结合,特别涉及到从油井井下液体振动中获取能量转化存储到压电储能装置中,适用于从振动环境中获取能量进行转化应用的场合,具体涉及一种用于油井井下检测设备的压电储能装置。
技术介绍
机械采油是国内外油田的主要采油方式,井下设备的高效运行是影响机采系统效率的关键,因此,有效的监测井下设备的运行状态,实时调整采油参数是油田管理的核心,但油水井井下监测设备的推广及应用一直是一个难题,例如,用于监测抽油泵的运行状态的井下示功仪,用于监测及调整注水层位注入量的智能配水器等,这些设备需电源持续供电,由于井筒空间的限制,造成井下持续供电成为了难题,导致井下监测设备的应用仍处于试验研究阶段。机械采油主要利用井下的采油设备将井下液体举升到地面,井下采油设备的工作原理主要依靠泵筒内压力变化实现液体的抽吸,井液在压力作用下发生振动,如此利用液体的振动能量,通过放大原理,把振动能量转化为电能,并存储起来,作为井下监测设备的供给电源,可有效的解决井下设备的电源供给问题,同时为发展智能化井下设备的应用提供了可能。自19世纪80年代居里兄弟在石英晶体上发现压电效应后,压电材料和压电元件的研究得到了国内外学者的关注,将环境中的振动能量进行回收并利用的压电材料及装置近年来得到长足的发展。目前,最为常用的压电材料为锆钛酸铅,LEE研究表明,压电陶瓷在高频周期载荷下极易发生疲劳裂纹而脆性断裂,聚偏氟乙烯适合于高频周期振动载荷【LEECS,JOOJ,HANS,etal.Multifunctionaltransd ...
【技术保护点】
1.一种用于油井井下检测设备的压电储能装置,其特征在于,包括悬臂梁基体(1)、压电陶瓷片(2)、质量块(3)、保护罩(4)、螺纹丝扣(5)和电路板(6),圆柱形主体(7)的上下端设置有螺纹丝扣(5),螺纹丝扣(5)与抽油杆柱相连,悬臂梁基体(1)在圆柱形主体(7)的圆周上并列设置有多排,悬臂梁基体(1)上下侧均通过导电胶粘贴有压电陶瓷片(2),悬臂梁基体(1)末端设置有质量块(3),质量块(3)与抽油杆之间均不接触,圆柱形主体(7)外部还设置有保护罩(4),电路板(6)设置在圆柱形主体(7)中部,电路板(6)与压电陶瓷片(2)相连,所述的电路板(6)包括增压电路、整流电路和负载匹配电路,增压电路、整流电路和负载匹配电路均为稳压驱动,压电陶瓷片(2)产生的不稳定电流经过增压电路、整流电路和负载匹配电路,得到稳定直流电储存起来,以供负载使用。
【技术特征摘要】
1.一种用于油井井下检测设备的压电储能装置,其特征在于,包括悬臂梁基体(1)、压电陶瓷片(2)、质量块(3)、保护罩(4)、螺纹丝扣(5)和电路板(6),圆柱形主体(7)的上下端设置有螺纹丝扣(5),螺纹丝扣(5)与抽油杆柱相连,悬臂梁基体(1)在圆柱形主体(7)的圆周上并列设置有多排,悬臂梁基体(1)上下侧均通过导电胶粘贴有压电陶瓷片(2),悬臂梁基体(1)末端设置有质量块(3),质量块(3)与抽油杆之间均不接触,圆柱形主体(7)外部还设置有保护罩(4),电路板(6)设置在圆柱形主体(7)中部,电路板(6)与压电陶瓷片(2)相连,所述的电路板(6)包括增压电路、整流电路和负载匹配电路,增压电路、整流电路和负载匹配电路均为稳压驱动,压电陶瓷片(2)产生的不稳定电流经过增压电路、整流电路和负载匹配电路,得到稳定直流电储存起来,以供负载使用。2.根据权利要求1所述的一种用于油井井下检测设备的压电储能装置,其特征在于,所述的质量块(3)在同一圆周上的为同心曲面,且与抽油杆间隙配合,不同层间的质量块间距为δ,由液体激励质量块的振幅确定。3.根据权利要求1所述的一种用于油井井下检测设备的压电储能装置,其特征在于,所述的增压电路是采用并联SSHI接口,由串联的电感和开关组成,用来增大压电片的电压。4.根据权利要求1所述的一种用于油井井下检测设备的压电储能装置,其特征在于,所述的整流电路采用整流桥,利用半导体二极管的单向导电性,将压电回收装置在振动下产生...
【专利技术属性】
技术研发人员:王素玲,姜民政,宋微,董康兴,宋健,李金波,冯子明,王雪飞,
申请(专利权)人:东北石油大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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