一种注水井投捞式井下发电装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种注水井投捞式井下发电装置及方法，其中装置包括空心定位短节、投捞式发电机组，所述投捞式发电机组设置在空心定位短节内腔，所述空心定位短节内壁设置短节正极接头、短节负极接头，所述投捞式发电机组下端连接定位接头，所述定位接头外壁定位在空心定位短节的内壁开设的定位台阶上，所述定位接头设置定位湿正极接头、定位湿负极接头，所述定位湿正极接头、定位湿负极接头一方面与投捞式发电机组的正极、负极对应连接，另一方面与短节正极接头、短节负极接头对应连接。本发明专利技术可以为井下智能注水工具提供长期而稳定的电力能源。保证了井下智能注水装置长期正常工作。

A kind of downhole power generation device and its method of fishing in water injection wells

The invention discloses a fishing type underground power generation device and method for water injection wells, in which the device comprises a hollow positioning short joint and a fishing type generator set. The fishing type generator set is located in the hollow positioning short joint cavity, the hollow positioning short joint inner wall is provided with a short positive joint and a short negative joint, the lower end of the fishing type generator set is connected with a positioning joint, and the positioning joint is provided with a short positioning joint. The outer wall is positioned on the positioning step opened on the inner wall of the hollow positioning short section. The positioning joint is provided with positioning wet positive pole joint and positioning wet negative pole joint. On the one hand, the positioning wet positive pole joint and positioning wet negative pole joint are correspondingly connected with the positive pole and negative pole of the salvage generator set, on the other hand, they are correspondingly connected with the short positive pole joint and the short negative pole joint. The invention can provide long-term and stable power energy for underground intelligent water injection tools. It ensures the long-term normal operation of the downhole intelligent water injection device.

【技术实现步骤摘要】
一种注水井投捞式井下发电装置及方法
本专利技术涉及油田注水开发
，具体地说是一种注水井投捞式井下发电装置及方法。
技术介绍
在油田注水开发领域，分层注水已经成为提高注水开发效果的主要手段，分层注水技术发展先后经历了四个阶段，第一阶段为固定式分层注水技术，水嘴固定，注水量不可调配；第二阶段为活动式分层注水技术，活动式水嘴，可通过多次投捞水嘴的方式进行测试调配；第三阶段为测调一体化式分层注水技术，水嘴内置在配水器中，仅需下入一趟测调仪器即可在井下完成各层测试调配工作，该技术也是目前各大油田主要应用和推广的技术；第四阶段为无线智能分层注水技术，通过井下智能配水器实现井下实时无线测调，免去了井下投捞测试调配等繁琐而复杂的工作量，实现了井下实时监测和动态调配，目前该技术尚处于研究开发及小规模试验阶段。无线智能分层注水技术无论是井下实时监测调配还是数据无线传输都需要长期稳定的供电系统。采用自带电池供电，受井下空间尺寸的限制，电池体积和电池容量都比较小，对井下电路系统低功耗设计提出更高要求；其次，电池供电状态下，井下实时监测、智能调配和数据采集实时传送，会产生持续较高的能耗，将会极大影响电池的使用寿命；井下供电电池为一次性消耗品，无法循环充电利用，频繁更换电池则意味着巨大的作业、生产成本。目前，蓄能电池已经非常成熟，且利用水力发电技术相对比较成熟，油田注水井有流体的稳定注入具备发电动力的来源，因此可以通过注水井井下自发电技术，给无线智能分层注水提供长期而稳定的电力保障。经过检索，申请号：200810114632.5，公开日2012-01-11公开了一种井下发电装置，该井下发电装置设置在井下钻井系统中，其中钻井系统包括有用于驱动钻头转动的驱动轴和套设在驱动轴外的导向支撑旋转套，该井下发电装置包括发电机，该发电机安装在驱动轴与导向支撑旋转套之间的空间内，并具有机体和转子轴，其中发电机的机体固定安装在导向支撑旋转套上，所述的发电机的转子轴与钻井系统的驱动轴之间连接有传动机构，该传动机构用于将驱动轴的转动动力传递给转子轴。本专利技术的井下发电装置不但能够在井下钻井系统中提供大功率的电能，而且能随着钻井作业的进行而在井下无时间限制的工作。虽然公开了一些井下发电装置，但是与本专利技术相同技术方案的公开文献没有发现，而且本专利技术所要解决的多个技术问题，检索到的公开文献也都无法解决。同时上述公开文献对本专利技术也不具有技术启示。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种注水井投捞式井下发电装置及方法，可以为井下智能注水工具提供长期而稳定的电力能源。保证了井下智能注水装置长期正常工作。井下投捞发电装置为独立部分，可单次使用完维护保养，也可以多次重复使用，每次充完电可以进行打捞。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种注水井投捞式井下发电装置，包括空心定位短节、投捞式发电机组，所述投捞式发电机组设置在空心定位短节内腔，所述空心定位短节内壁设置短节正极接头、短节负极接头，所述投捞式发电机组下端连接定位接头，所述定位接头外壁定位在空心定位短节的内壁开设的定位台阶上，所述定位接头设置定位湿正极接头、定位湿负极接头，所述定位湿正极接头、定位湿负极接头一方面与投捞式发电机组的正极、负极对应连接，另一方面与短节正极接头、短节负极接头对应连接。所述投捞式发电机组包括发电单元、捕捞头、定位接头，所述捕捞头下端连接在发电单元的无磁外管的上端，所述定位接头连接在发电单元的无磁外管的下端，所述发电单元设置一组或者依次串联的两组及两组以上。所述发电单元包括无磁外管、中心轴、内磁铁、铜丝线包、磁铁包壳、整流电路、导流叶片、内磁旋转叶轮，所述中心轴位于无磁外管中心腔，中心轴上设置内磁铁、铜丝包线，其中铜丝包线外部设置磁铁包壳，所述磁铁包壳固定在无磁外管内壁，所述铜丝包线引出正极引线、负极引线后连接整流电路，所述无磁外管外壁安装导流叶片、内磁旋转叶轮，其中内磁旋转叶轮与内磁铁处于同高度。所述整流电路的正极通过电路插头与定位湿正极接头连接，所述整流电路的负极与定位湿负极接头连接。所述定位接头开设轴向通道，该轴向通道的轴向方向对应导流叶轮、内磁旋转叶轮。为了达成上述目的，本专利技术采用了如下技术方案，一种注水井投捞式井下发电方法，在注水管柱上连接空心定位短节，内部有中心通道满足后期测试仪器下入要求，井下智能测调装置电力不足时，从注水井口投入投捞式发电机组，依靠自身重力和注入水冲击力沿管柱内下行，直至到定位短接位置与投捞式发电机组对接，投捞式发电机组与定位短节之间形成环形过水空间；正常注水时，油管来水直接冲击投捞式发电机组的叶轮，提供发电动力，发电机组开始工作，将流体动能转换成电能，给井下蓄能电池充电，流体流过发电机组后重新流入到中心注水通道，充电完毕后，通过钢丝携带打捞工具或者反洗井液力助捞方式，捞出井下投捞式发电机组，管柱中心通道重新打开，满足后期测试仪器下入需求。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、本专利技术为注水井井下蓄能电池充电提供了一整套解决方案，保证了井下智能注水装置长期正常工作。2、本专利技术的井下投捞发电装置为独立部分，可单次使用完维护保养，也可以多次重复使用，每次充完电可以进行打捞。3、本专利技术的空心定位短节内有注水通道，可满足测试仪器通过要求，不会影响注水井的正常生产测试。4、本专利技术采用独立的发电机组设置，发电机叶轮长度和级数可以进行串联，满足不同发电功率的需求。5、本专利技术装置结构简单紧凑，受井筒尺寸限制影响小，满足小流量条件下发电需求，安装简单，使用方便。附图说明图1为本专利技术一种注水井投捞式井下发电装置的结构示意图；图2为投捞式发电机组结构示意图。图中：空心定位短节101、投捞式发电机组102、定位接头103、短节正极接头104、短节负极接头105；捕捞头1、导流叶轮2、内磁旋转叶轮3、内磁铁4、铜丝线包5、磁铁包壳6、负极引线7、正极引线8、中心轴9、整流电路10、无磁外管11、电路插头12、定位湿正极接头13、定位湿负极接头14。具体实施方式有关本专利技术的详细说明及
技术实现思路
，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本专利技术加以限制。根据图1、图2，一种注水井投捞式井下发电装置，包括空心定位短节101、投捞式发电机组102，所述投捞式发电机组设置在空心定位短节内腔，所述空心定位短节内壁设置短节正极接头104、短节负极接头105，所述投捞式发电机组下端连接定位接头103，所述定位接头外壁定位在空心定位短节的内壁开设的定位台阶上，所述定位接头设置定位湿正极接头13、定位湿负极接头14，所述定位湿正极接头、定位湿负极接头一方面与投捞式发电机组的正极、负极对应连接，另一方面与短节正极接头、短节负极接头对应连接。所述投捞式发电机组包括发电单元、捕捞头1、定位接头103，所述捕捞头下端连接在发电单元的无磁外管的上端，所述定位接头连接在发电单元的无磁外管的下端，所述发电单元设置一组或者依次串联的两组及两组以上。所述发电单元包括无磁外管11、中心轴9、内磁铁4、铜丝线包5、磁铁包壳6、整流电路10、导流叶片2、内磁旋转叶轮3，所述中心轴位于无磁外管中心腔，中心轴上设置内磁铁、铜丝包线，其中铜丝包线外部设置磁铁包壳，所述磁铁包壳固定在无磁外管内壁，所述铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种注水井投捞式井下发电装置，包括空心定位短节、投捞式发电机组，其特征在于，所述投捞式发电机组设置在空心定位短节内腔，所述空心定位短节内壁设置短节正极接头、短节负极接头，所述投捞式发电机组下端连接定位接头，所述定位接头外壁定位在空心定位短节的内壁开设的定位台阶上，所述定位接头设置定位湿正极接头、定位湿负极接头，所述定位湿正极接头、定位湿负极接头一方面与投捞式发电机组的正极、负极对应连接，另一方面与短节正极接头、短节负极接头对应连接。

【技术特征摘要】
1.一种注水井投捞式井下发电装置，包括空心定位短节、投捞式发电机组，其特征在于，所述投捞式发电机组设置在空心定位短节内腔，所述空心定位短节内壁设置短节正极接头、短节负极接头，所述投捞式发电机组下端连接定位接头，所述定位接头外壁定位在空心定位短节的内壁开设的定位台阶上，所述定位接头设置定位湿正极接头、定位湿负极接头，所述定位湿正极接头、定位湿负极接头一方面与投捞式发电机组的正极、负极对应连接，另一方面与短节正极接头、短节负极接头对应连接。2.根据权利要求1所述的一种注水井投捞式井下发电装置，其特征在于，所述投捞式发电机组包括发电单元、捕捞头、定位接头，所述捕捞头下端连接在发电单元的无磁外管的上端，所述定位接头连接在发电单元的无磁外管的下端，所述发电单元设置一组或者依次串联的两组及两组以上。3.根据权利要求2所述的一种注水井投捞式井下发电装置，其特征在于，所述发电单元包括无磁外管、中心轴、内磁铁、铜丝线包、磁铁包壳、整流电路、导流叶片、内磁旋转叶轮，所述中心轴位于无磁外管中心腔，中心轴上设置内磁铁、铜丝包线，其中铜丝包线外部设置磁铁包壳，所述磁铁包壳固定在无磁外管内壁，所述铜丝包线引出正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：马珍福，王聪，孙金峰，孙宝全，王鹏飞，张凯，王鹏，李永康，马艳洁，咸国旗，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37