一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统及其运行方法技术方案

本公开提出了一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统及其运行方法，系统包括：沿轴向延伸的外部壳体；设置在外部壳体内且沿轴向排列的涡街发生单元、压电振动俘能单元和分布式储能单元；压电振动俘能单元包括内部壳体、基梁和压电应变片；内部壳体的外壁与外部壳体内壁固定连接；多个基梁的固定端沿圆周均匀固定于内部壳体的内壁，自由端与轴线之间具有倾角，用于为钻井液提供流通空间；基梁上加载压电应变片；在钻具钻进、钻井液冲击时，基梁用于承接钻进振动产生的机械能和涡街扰动产生的动能，压电应变片用于将机械能和动能转化为电能。钻井时，电能随钻具的持续振动和钻井液的不断冲击而持续产生，实现井下电能的分布式收集和持续供给。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及井下供电，尤其涉及一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统及其运行方法。

技术介绍

1、随钻测井技术在石油勘探和开采领域起到重要作用，是目前获取地层信息和钻进实时数据的主要手段。由于井下为高温、高压和强振动的复杂环境，为保障石油安全生产和随钻测井仪器设备正常工作，需要稳定性好、适应性强和持续时间久的电源为其供电。

2、目前主要的供电方式包括有线传输、涡轮发电机和高温锂电池，可满足不同测量仪器的功率需求，但以上供电方式均存在一定局限性，总结概括如下：

3、(1)有线传输供电电缆旋转易绞断，在超深井和大斜井中无法使用；

4、(2)泥浆涡轮发电机供电结构复杂、易损坏，在钻井中间位置无法使用；

5、(3)锂电池供电续航时间短且不稳定，存在数据丢失和爆炸等安全隐患。

6、上述问题已成为制约随钻测井技术发展的主要瓶颈，也给深部开采和深地探测的发展带来了很多限制。

7、除此之外，现有的供电系统多为一体集成式，负荷集中，无法根据不同场合灵活调整供电量，并且，若出现故障将导致供电系统整体瘫痪；本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统，其特征在于，所述涡街发生单元包括绕流钝体、钝体支撑架和钝体连接架；

3.如权利要求1所述的一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统，其特征在于，上游泥浆冲刷所述涡街发生单元后在下游形成卡门涡街，卡门涡街对压电振动俘能单元产生与轴向垂直的涡街扰动力。

4.如权利要求3所述的一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统，其特征在于，所述外部壳体两端与上下游钻具固定连接，随钻具在钻进工况下产生轴向振动力。

5.如权利要求4所述的一种井下双...

【技术特征摘要】

1.一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统，其特征在于，所述涡街发生单元包括绕流钝体、钝体支撑架和钝体连接架；

3.如权利要求1所述的一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统，其特征在于，上游泥浆冲刷所述涡街发生单元后在下游形成卡门涡街，卡门涡街对压电振动俘能单元产生与轴向垂直的涡街扰动力。

4.如权利要求3所述的一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统，其特征在于，所述外部壳体两端与上下游钻具固定连接，随钻具在钻进工况下产生轴向振动力。

5.如权利要求4所述的一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统，其特征在于，所述涡街扰动力与所述轴向振动力的合力作用于基梁的压电应变片上。

6.如权利要求1所述的一种井下双源驱动的随钻分布式供电系统，其特征在于，所述压电振动俘能单元有多个，多个压电振动俘能单元沿轴向...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝冠男，李志楠，杨伟家，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：