井下发电装置和分层注水装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种井下发电装置和分层注水装置，其涉及油气开发技术领域，井下发电装置包括：沿轴线方向延伸的外壳；设置在所述外壳内的转轮、敲击机构和压电双晶片，所述压电双晶片沿轴线方向延伸，所述压电双晶片绕所述外壳的轴线呈圆周分布，所述压电双晶片的一端固定，所述转轮与所述敲击机构相传动连接，所述转轮在流体的驱动下能够发生转动以带动所述敲击机构进行转动，所述敲击机构在转动过程中能触碰所述压电双晶片的另一端以使所述压电双晶片发生往复振动。本申请能够对注水的能量进行采集，从而提供稳定、持续的电能，以延长或甚至避免井下供电设备的更换。

Downhole generating device and stratified water injection device

The invention discloses a downhole power generation device and a layered water injection device, which relates to the technical field of oil and gas development. The downhole power generation device comprises a shell extending along the axis direction, a runner, a knocking mechanism and a piezoelectric bimorph arranged in the shell, the piezoelectric bimorph extending along the axis direction, and the piezoelectric bimorph. The axis of the shell is circumferentially distributed, one end of the piezoelectric bimorph is fixed, and the runner is transmission connected with the percussion mechanism. The runner can rotate under the fluid drive to drive the percussion mechanism to rotate, and the percussion mechanism can touch the other side of the piezoelectric bimorph in the course of rotation. One end causes reciprocating vibration of the piezoelectric bimorph. The application can collect the energy of water injection, thereby providing stable and continuous electrical energy to extend or even avoid the replacement of underground power supply equipment.

【技术实现步骤摘要】
井下发电装置和分层注水装置
本专利技术涉及油气开发
，特别涉及一种井下发电装置和分层注水装置。
技术介绍
注水开发是油田进入中后期提高采收率的其中一种重要措施。为了能够尽可能的提高注水开发的效果，通过选择智能分层注水的方式从而能够对不同的油层实现不同量的注水。智能分层注水是利用井下传感器获得油层中每层的压力、流量等数据，并对每层的注水量进行合理分配，进而达到科学配注的一种先进技术。通常，智能分层注水所使用的井下注水装置多采用一次性电池或充电电池供电，使用寿命有限。而且，电池更换或充电需要将整个系统从数千米的井下取出，或将充电器准确下入到非常接近井下注水工具的位置从而对电池进行无线充电，上述作业方式费时费力。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术实施例所要解决的技术问题是提供了一种井下发电装置和分层注水装置，其能够对注水的能量进行采集，从而提供稳定、持续的电能，以延长或甚至避免井下供电设备的更换。本专利技术实施例的具体技术方案是：一种井下发电装置，所述井下发电装置包括：沿轴线方向延伸的外壳；设置在所述外壳内的转轮、敲击机构和压电双晶片，所述压电双晶片沿轴线方向延伸，所述压电双晶片绕所述外壳的轴线呈圆周分布，所述压电双晶片的一端固定，所述转轮与所述敲击机构相传动连接，所述转轮在流体的驱动下能够发生转动以带动所述敲击机构进行转动，所述敲击机构在转动过程中能触碰所述压电双晶片的另一端以使所述压电双晶片发生往复振动。在一种优选的实施方式中，所述井下发电装置还包括：套设在所述转轮的轴上的下导叶机构，所述下导叶机构位于所述转轮的下游，所述下导叶机构包括多个沿径向延伸的下导叶部，所述下导叶部与所述外壳相固定连接。在一种优选的实施方式中，所述下导叶上连接有连接件，所述连接件用于固定所述压电双晶片的一端。在一种优选的实施方式中，所述外壳包括上外筒和与所述上外筒相连接的下外筒，所述下导叶机构固定于所述上外筒和下外筒的连接处。在一种优选的实施方式中，所述井下发电装置还包括：套设在所述转轮的轴上的上导叶机构，所述上导叶机构位于所述转轮的上游。在一种优选的实施方式中，所述压电双晶片的另一端连接有配重件。在一种优选的实施方式中，所述配重件上连接有受触碰件，所述敲击机构在转动过程中能触碰所述受触碰件。在一种优选的实施方式中，所述外壳内设置有导向件，所述导向件具有垂直于所述外壳的径向的导向槽，所述受触碰件嵌入所述导向槽中。在一种优选的实施方式中，所述压电双晶片的数量为三，相邻所述压电双晶片之间的夹角为120度，所述导向件的数量为三，相邻所述导向槽之间的夹角为60度。在一种优选的实施方式中，两个所述连接件夹住所述压电双晶片，所述连接件远离所述压电双晶片的侧面为圆弧面。一种分层注水装置，所述分层注水装置包括如权利要求1至10中任一所述的井下发电装置。本专利技术的技术方案具有以下显著有益效果：本申请中的井下发电装置能够将水流流体的动能转化为机械能，再进一步通过压电双晶片将机械能转变成电能，电能随着注水过程中水流的持续流动而持续产生。由井下发电装置产生的电能可以由导线引出，然后经过相应的整流电路从而为电池或用电装置等负载供电。该井下发电装置结构可以使其满足下入井下装置的体积要求，进而可连接在分层注水装置上并下入至井下，为分层注水装置等用电系统提供稳定、持续的电能，以延长甚至避免井下供电设备的置换，从而提高注水周期。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。图1为本专利技术实施例中井下发电装置的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例中井下发电装置的横截面示意图；图3为图2中A向示意图；图4为图2中B向示意图。以上附图的附图标记：1、外壳；11、上外筒；12、下外筒；2、转轮；21、轴；211、台阶；22、叶片；3、压电双晶片；4、敲击机构；5、下导叶机构；51、下导叶部；6、连接件；7、上导叶机构；8、配重件；9、受触碰件；10、导向件；101、导向槽。具体实施方式结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制。在本专利技术的教导下，技术人员可以构想基于本专利技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本专利技术的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。为了能够对注水的能量进行采集，从而提供稳定、持续的电能，以延长或甚至避免井下供电设备的置换，在本申请中提出了一种井下发电装置，图1为本专利技术实施例中井下发电装置的立体结构示意图，图2为本专利技术实施例中井下发电装置的横截面示意图，如图1和图2所示，本申请中的井下发电装置可以包括：沿轴线方向延伸的外壳1；设置在外壳1内的转轮2、敲击机构4和压电双晶片3，压电双晶片3沿轴线方向延伸，压电双晶片3绕外壳1的轴线呈圆周分布，压电双晶片3的一端固定，转轮2与敲击机构4相传动连接，转轮2在流体的驱动下能够发生转动以带动敲击机构4进行转动，敲击机构4在转动过程中能触碰压电双晶片3的另一端以使压电双晶片3发生往复振动。将本申请中的井下发电装置连接在分层注水井下装置中，当通过分层注水井下装置进行分层注水时，水流将穿过本申请中的井下发电装置的外壳1。在外壳1中，水流由转轮2方向向压电双晶片3方向流动，在水流的冲击作用下驱动转轮2旋转。由于转轮2与敲击机构4相传动连接，转轮2带动敲击机构4转动，敲击机构4在转动的过程中能够周期性的触碰压电双晶片3的另一端，触碰后敲击机构4又远离压电双晶片3的另一端，由于压电双晶片3绕外壳1的轴线呈圆周分布，且压电双晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下发电装置，其特征在于，所述井下发电装置包括：沿轴线方向延伸的外壳；设置在所述外壳内的转轮、敲击机构和压电双晶片，所述压电双晶片沿轴线方向延伸，所述压电双晶片绕所述外壳的轴线呈圆周分布，所述压电双晶片的一端固定，所述转轮与所述敲击机构相传动连接，所述转轮在流体的驱动下能够发生转动以带动所述敲击机构进行转动，所述敲击机构在转动过程中能触碰所述压电双晶片的另一端以使所述压电双晶片发生往复振动。

【技术特征摘要】
1.一种井下发电装置，其特征在于，所述井下发电装置包括：沿轴线方向延伸的外壳；设置在所述外壳内的转轮、敲击机构和压电双晶片，所述压电双晶片沿轴线方向延伸，所述压电双晶片绕所述外壳的轴线呈圆周分布，所述压电双晶片的一端固定，所述转轮与所述敲击机构相传动连接，所述转轮在流体的驱动下能够发生转动以带动所述敲击机构进行转动，所述敲击机构在转动过程中能触碰所述压电双晶片的另一端以使所述压电双晶片发生往复振动。2.根据权利要求1所述的井下发电装置，其特征在于，所述井下发电装置还包括：套设在所述转轮的轴上的下导叶机构，所述下导叶机构位于所述转轮的下游，所述下导叶机构包括多个沿径向延伸的下导叶部，所述下导叶部与所述外壳相固定连接。3.根据权利要求2所述的井下发电装置，其特征在于，所述下导叶上连接有连接件，所述连接件用于固定所述压电双晶片的一端。4.根据权利要求2所述的井下发电装置，其特征在于，所述外壳包括上外筒和与所述上外筒相连接的下外筒，所述下导叶机构固定于所述上外筒和下外筒的连接处。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴晓含，杨清海，单东柏，李涛，明尔扬，李明，
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