一种油井井下供电装置及方法制造方法及图纸

本申请提供一种油井井下供电装置及方法。所述装置包括：壳体，所述壳体内部与外部连通；气囊，设置于所述壳体中；传动件，所述气囊膨胀或收缩时，驱动所述传动件移动；传动机构，所述传动件移动时，驱动所述传动机构运动；棘轮机构，所述主动件转动时，驱动所述棘轮机构的棘轮转动；磁性件，所述磁性件设置在所述棘轮上，所述棘轮转动时，驱动所述磁性件转动；所述磁性件在转动过程中与线圈产生电磁感应，在所述线圈中产生感应电流。利用本申请各实施例提供的油井井下供电装置，有效提高井下供电装置的续航能力，降低生产成本和作业工作量。

Downhole power supply device and method for oil well

The present invention provides an underground power supply device and method for oil well. The device comprises a shell, wherein the inside of the casing is communicated with the outside air bag;, disposed in the housing; transmission parts, the balloon expansion or contraction, driving the mobile transmission; the transmission mechanism, the driving piece moves, drive the transmission mechanism; the ratchet mechanism. The driving member rotates, the ratchet mechanism drives the ratchet wheel to rotate; the magnetic element and the magnetic part is arranged in the ratchet wheel, the ratchet wheel rotates to drive the magnetic piece to rotate; the magnetic element in the process of rotation and coil of electromagnetic induction, the induction current is generated in the coil. The downhole power supply device for an oil well provided by each embodiment of the utility model effectively improves the endurance of the downhole power supply device, reduces the production cost and the work load.

【技术实现步骤摘要】
一种油井井下供电装置及方法
本申请涉及油田开发
，特别涉及一种油井井下供电装置及方法。
技术介绍
在油田开发过程中，需要实时采集油井中的温度、压力、流量、动液面、载荷等各类参数数据。为了实时采集这些参数数据，就需要维持井下测试设备的持续工作，而持续不断的电力供应是所述井下测试设备能够持续工作的重要保障。因此，包括井下测试设备在内的井下用电器的电力供应问题十分重要。现有技术中，可以通过连接电缆的方式，为井下用电器提供电力供应，但是电缆的布设成本较高，而且电缆在井下环境中较容易发生损坏。现有技术中也可以通过井下电池为井下测试设备供电，但是，井下电池的储电量有限，因此续航能力有限，需要经常更换或者充电，这就导致增加了测试工作中的生产成本和作业工作量。现有技术中至少存在如下问题：现有的井下供电装置续航能力较低，为了保证井下测试设备的持续工作，需要经常更换电池或者进行充电，增加了生产成本和作业工作量。
技术实现思路
本申请实施例的目的是提供一种油井井下供电装置及方法，以实现井下供电装置的自行发电，提高井下供电装置的续航能力，降低生产成本和作业工作量。一种油井井下供电装置，所述装置包括：壳体，所述壳体内部与外部连通；气囊，设置于所述壳体中，所述气囊中装有定量的气体，所述气囊随着油井中液体压力的变化膨胀或收缩；传动件，所述传动件包括第一端，从第一端直线延长到第二端，所述第一端与所述气囊连接，靠近所述第二端的侧壁处设置有齿条部，所述气囊膨胀或收缩时，驱动所述传动件移动；传动机构，所述传动机构与所述传动件相配合，所述传动件移动时，驱动所述传动机构运动；棘轮机构，所述传动机构运动时，驱动所述棘轮机构的主动件转动，所述主动件转动时，驱动所述棘轮机构的棘轮转动；磁性件，所述磁性件设置在所述棘轮上，所述棘轮转动时，驱动所述磁性件转动；所述磁性件在转动过程中与线圈产生电磁感应，在所述线圈中产生感应电流。优选实施例中，在所述线圈所在的闭合回路中，还连接有一个蓄电元件，所述蓄电元件可反复充放电。优选实施例中，所述棘轮转动的方向保持不变。优选实施例中，所述磁性件转动的方向保持不变。优选实施例中，所述传动机构包括：第一齿轮，第二齿轮和第三齿轮；所述第二齿轮与所述第一齿轮同轴相连，所述第一齿轮和第二齿轮的共同枢转轴设置在所述壳体的内壁上；所述第三齿轮与所述第二齿轮相啮合，所述第二齿轮转动时，驱动所述第三齿轮转动，所述第三齿轮的枢转轴设置在所述壳体的内壁上。优选实施例中，所述壳体内部与外部连通的方式包括：在所述壳体上设置贯穿壳体体壁的孔。优选实施例中，所述气囊包括：充气室；在所述充气室下部设置有一个凸起的封包。一种油井井下供电方法，所述方法包括：利用油井中液体压力的变化，使气囊膨胀或收缩；通过所述气囊的膨胀或收缩，驱动与所述气囊相连接的传动件移动；利用做移动的所述传动件，驱动传动机构运动；利用运动的所述传动机构，驱动棘轮机构的主动件转动；利用转动的所述主动件，驱动棘轮机构的棘轮转动；利用转动的所述棘轮，驱动所述棘轮上的磁性件转动；利用转动的所述磁性件，与线圈产生电磁感应，在所述线圈中产生感应电流。优选实施例中，所述方法还包括：利用所述线圈中产生的感应电流，对所述线圈所在的闭合回路中蓄电元件进行充电；利用所述蓄电元件放电，对用电器供电。优选实施例中，所述棘轮转动的方向保持不变。优选实施例中，所述磁性件转动的方向保持不变。利用本申请实施例提供的一种油井井下供电装置，可以利用油井中液体压力的变化(所述液体压力的变化可以在油井开采过程中抽油机上下冲程中产生，这种变化往往是接近于周期性的)，将液体的压能转化为机械能，再通过电磁感应的方式，将所述机械能转化为电能并储存，进而将储存的电能供应给井下用电器。这样就可以有效提高井下供电装置的续航能力。同时，由于所述供电装置可以自发电，不需要经常更换或充电，这样就可以有效降低生产成本和作业工作量。利用本申请实施例提供的一种油井井下供电方法，可以实现井下发电供电，不需要借助井上电源，不需要井上充电，有效降低了生产成本和作业工作量。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请一个实施例提供的一种油井井下供电装置的结构示意图；图2是本申请一个实施例提供的一种油井井下供电装置的侧面结构示意图；图3是本申请一个实施例提供的一种发电装置的结构示意图；图4是图3中提供的所述一种发电装置的A-A向的剖视图；图5是本申请一个实施例提供的一种油井井下供电方法的方法流程示意图；图6是本申请另一个实施例提供的一种油井井下供电方法的方法流程示意图。具体实施方式本申请实施例提供一种油井井下供电装置及方法。为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。本申请提供了一种油井井下供电装置，具体的，如图1和图2所示，所述装置可以包括：壳体1。作为所述装置的外壳，所述壳体内部与外部连通。所述壳体1主要是用于固定所述供电装置中的各个单元或组件，也可以起到保护所述供电装置的作用。所述壳体1内部与外部连通的目的是保证壳体内部的液体压力与壳体外部的液体压力保持一致，在油井的液体压力变化时，所述壳体1中的液体压力也发生与之相一致的变化。在本申请其他实施例中，所述壳体1的形状和尺寸不必限定，可以是圆柱体，也可以是棱柱，也可以是其他任意形状和尺寸。气囊2。可以设置于所述壳体中，所述气囊2中装有定量的气体，所述气囊2随着油井中液体压力的变化膨胀或收缩。在油井开采过程中，往往会用到抽油机等开采设备，在抽油机的上下冲程过程中，油井中的液体压力会产生接近于周期性的变化，当所述液体压力减小时，所述气囊2膨胀，当所述液体压力增大时，所述气囊2收缩。传动件3。所述传动件3包括第一端，从第一端直线延长到第二端，所述第一端与所述气囊2连接，靠近所述第二端的侧壁处设置有齿条部，所述气囊2膨胀或收缩时，驱动所述传动件3移动。本申请一个实施例中，所述传动件3可以设置成齿条杆，所述齿条杆的一端与所述气囊2连接，所述齿条杆的另一端被设置成齿条部，可以用于与其他部件相啮合，驱动其他部件运动。传动机构4。所述传动机构4可以与所述传动件3相配合，当所述传动件3移动时，可以驱动所述传动机构运动。本申请一个实施例中，所述传动机构被设置成齿轮组，所述齿轮组可以包括至少一个齿轮。在本申请其他实施例中，所述传动机构的类型和具体工作方式不必限定，比如，可以采用皮带传动，只要可以实现所需的传动效果即可。棘轮机构5。所述传动机构4运动时，驱动所述棘轮机构5的主动件转动，所述主动件转动时，驱动所述棘轮机构5的棘轮转动。所述棘轮机构5包括主动件和棘轮，其中，主动件可以双向转动，主动件的转动方向可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油井井下供电装置，其特征在于，所述装置包括：壳体，所述壳体内部与外部连通；气囊，设置于所述壳体中，所述气囊中装有定量的气体，所述气囊随着油井中液体压力的变化膨胀或收缩；传动件，所述传动件包括第一端，从第一端直线延长到第二端，所述第一端与所述气囊连接，靠近所述第二端的侧壁处设置有齿条部，所述气囊膨胀或收缩时，驱动所述传动件移动；传动机构，所述传动机构与所述传动件相配合，所述传动件移动时，驱动所述传动机构运动；棘轮机构，所述传动机构运动时，驱动所述棘轮机构的主动件转动，所述主动件转动时，驱动所述棘轮机构的棘轮转动；磁性件，所述磁性件设置在所述棘轮上，所述棘轮转动时，驱动所述磁性件转动；所述磁性件在转动过程中与线圈产生电磁感应，在所述线圈中产生感应电流。

【技术特征摘要】
1.一种油井井下供电装置，其特征在于，所述装置包括：壳体，所述壳体内部与外部连通；气囊，设置于所述壳体中，所述气囊中装有定量的气体，所述气囊随着油井中液体压力的变化膨胀或收缩；传动件，所述传动件包括第一端，从第一端直线延长到第二端，所述第一端与所述气囊连接，靠近所述第二端的侧壁处设置有齿条部，所述气囊膨胀或收缩时，驱动所述传动件移动；传动机构，所述传动机构与所述传动件相配合，所述传动件移动时，驱动所述传动机构运动；棘轮机构，所述传动机构运动时，驱动所述棘轮机构的主动件转动，所述主动件转动时，驱动所述棘轮机构的棘轮转动；磁性件，所述磁性件设置在所述棘轮上，所述棘轮转动时，驱动所述磁性件转动；所述磁性件在转动过程中与线圈产生电磁感应，在所述线圈中产生感应电流。2.如权利要求1所述的一种油井井下供电装置，其特征在于，所述装置还包括：蓄电元件，所述蓄电元件可反复充放电，所述蓄电元件与所述线圈组成闭合回路，所述线圈中产生的感应电流为所述蓄电元件充电。3.如权利要求1所述的一种油井井下供电装置，其特征在于，所述棘轮转动的方向保持不变。4.如权利要求1所述的一种油井井下供电装置，其特征在于，所述磁性件转动的方向保持不变。5.如权利要求1所述的一种油井井下供电装置，其特征在于，所述传动机构包括：第一齿轮，第二齿轮和第三齿轮；所述第二齿轮与所述第一齿轮同轴相连，所述第一齿轮和第二齿轮的共同枢转轴设置在所述壳体的内壁上；所述第三齿轮与所述第二齿轮相啮合，所述第二齿轮转动时，驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞东，张喜顺，师俊峰，张鑫，陈诗雯，熊春明，陶珍，张建军，刘猛，杨威，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11