The invention provides a vibration capturing device while drilling, which comprises an upper cylinder body, a lower cylinder body and an energy capturing plate. The upper cylinder body includes an upper shell, the upper end of the upper shell is provided with an upper drill pipe joint, the inner part is provided with an upper well pipe, the lower end of the lower shell is provided with a lower drill pipe joint, the inner part is provided with a lower well pipe, the energy capturing plate is fixed on the lower well pipe, and the upper end of the lower well pipe is connected with the upper well. The lower end of the pipe is connected with the upper shell to form a shell. The energy trapping plate is located in the shell. The energy trapping plate includes an inner ring. The inner ring surface is equipped with capacitors. A plurality of cantilever beams are arranged around the inner ring. A piezoelectric sheet is arranged on each cantilever beam, and one end of each cantilever beam is connected with a mass block. The other end is connected with capacitors. The upper drill pipe joint is used to connect the lower end of a drill pipe and the lower drill pipe joint. At the upper end of the connecting rod, the capacitor collects the charge generated by all the varistors. The invention has the beneficial effect that the electric energy is generated efficiently and is more suitable for the field of drilling.
【技术实现步骤摘要】
一种随钻式的振动俘能器
本专利技术涉及钻探设备
,尤其涉及一种随钻式的振动俘能器。
技术介绍
现有的压电材料俘能器多以悬臂结构为主,主要由质量块、悬臂、压电片和电容器等部分组成。受到外力作用时,质量块带动悬臂振动,使附着在悬臂上的压电片发生形变从而产生电荷,并通过电容器进行收集,这项技术在路桥、船舶等行业得到了较为广泛的应用,但在钻探行业还是缺少应用。在钻探过程中,特别是在钻进岩石过程中,由于钻头的冲击作用而使钻杆不断发生振动,振动带动压电材料所在悬臂振动,因张力作用使得压电材料受压而发电,因此将这种振动通过压电俘能器转换为电能理论上是可行的。然而已有的俘能器模型多为单臂,且悬臂较长;在钻探工程中,孔径一般不超过450mm,由于井口直径的限制,随钻式俘能器悬臂的长度比较有限,而且井下工况复杂,这就要求俘能器具有结构简单,结实耐用,便于修理和维护的特点。由此可见长单臂的传统结构并不适用于钻探行业,需要对其进行改进。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的实施例提供了一种随钻式的振动俘能器。本专利技术的实施例提供一种随钻式的振动俘能器,包括上缸体、下缸体和俘能盘,所述上缸体包括上壳体,所述上壳体上端设有上钻杆接头,内部设有上部井管,所述下缸体包括下壳体,所述下壳体下端设有下钻杆接头,内部设有下部井管,所述俘能盘固定于所述下部井管上,所述下部井管上端连接所述上部井管下端,且所述上壳体连接所述下壳体形成壳体,所述俘能盘位于所述壳体内,所述俘能盘包括内环,所述内环表面设有电容器,环绕所述内环设有多个悬臂梁,每一所述悬臂梁上设有一压电片,且每一所述悬臂梁一端连接一质量 ...
【技术保护点】
1.一种随钻式的振动俘能器,其特征在于:包括上缸体、下缸体和俘能盘,所述上缸体包括上壳体,所述上壳体上端设有上钻杆接头,内部设有上部井管,所述下缸体包括下壳体,所述下壳体下端设有下钻杆接头,内部设有下部井管,所述俘能盘固定于所述下部井管上,所述下部井管上端连接所述上部井管下端,且所述上壳体连接所述下壳体形成壳体,所述俘能盘位于所述壳体内,所述俘能盘包括内环,所述内环表面设有电容器,环绕所述内环设有多个悬臂梁,每一所述悬臂梁上设有一压电片,且每一所述悬臂梁一端连接一质量块,另一端均连接所述电容器,所述上钻杆接头用于连接一钻杆下端,所述下钻杆接头用于连接另一钻杆上端,两所述钻杆钻进时,所述上部井管和所述下部井管均振动,带动所有质量块振动,每一所述悬臂梁振动且该悬臂梁上的所述压电片发生形变产生电荷,所述电容器收集所有电荷。
【技术特征摘要】
1.一种随钻式的振动俘能器,其特征在于:包括上缸体、下缸体和俘能盘,所述上缸体包括上壳体,所述上壳体上端设有上钻杆接头,内部设有上部井管,所述下缸体包括下壳体,所述下壳体下端设有下钻杆接头,内部设有下部井管,所述俘能盘固定于所述下部井管上,所述下部井管上端连接所述上部井管下端,且所述上壳体连接所述下壳体形成壳体,所述俘能盘位于所述壳体内,所述俘能盘包括内环,所述内环表面设有电容器,环绕所述内环设有多个悬臂梁,每一所述悬臂梁上设有一压电片,且每一所述悬臂梁一端连接一质量块,另一端均连接所述电容器,所述上钻杆接头用于连接一钻杆下端,所述下钻杆接头用于连接另一钻杆上端,两所述钻杆钻进时,所述上部井管和所述下部井管均振动,带动所有质量块振动,每一所述悬臂梁振动且该悬臂梁上的所述压电片发生形变产生电荷,所述电容器收集所有电荷。2.如权利要求1所述的一种随钻式的振动俘能器,其特征在于:所述上壳体为管体结构,所述上壳体与上部井管轴线重合,所述上壳体下端设有外螺纹接头,所述上部井管贯穿所述外螺纹接头且所述上部井管上端连接所述上钻杆接头。3.如...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑君,吴天予,张博,窦斌,田红,吴翔,
申请(专利权)人:中国地质大学武汉,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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