【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发电机，尤其涉及一种井下磁悬浮发电装置。
技术介绍
1、我国油田大多采用注水开发模式，目前随着分层注水技术的快速发展，分层注水工具也逐渐由机械式转变为电控工具，且电控工具的种类和数量越来越多，传统的电池和电缆供电已无法满足井下工具的用电需求，亟需发展低成本、高可靠性、可长期使用的井下发电技术，实现井下工具的自供电，从而降低成本，减少因供电问题带来的额外作业量，提高长期监测和自动控制水平。
2、目前，对于注水井作业，传统的电池和电缆无法满足用电需求，而现有的发电机构无法顺利将井下液体的流动能量转化为电能，导致井下电能在长期供应问题上仍然存在一定的困难。若直接采用井下液体冲击涡轮，进而驱动发电机发电，则会由于注水井排量较小，以及液流冲击产生摩擦阻力，使得发电机构转化效率较低，甚至发生无法发电的情况，因而无法满足井下电能长期供应的需求，而且，相关设备的结构复杂，制造成本高，发电机的定子和动力轴承之间会存在吸附问题，使得相关设备在运行时无法平稳安全地实现发电，无法应对不同的工况。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种井下磁悬浮发电装置，能够将井下液体流动能量转化为电能，运行平稳，安全可靠，转化效率高，成本更低。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种井下磁悬浮发电装置，其包括：
4、壳体，内部设有隔离盘，所述隔离盘将所述壳体内的空腔分隔为动力腔和发电腔，所述壳体上设有进液口和出液口，所述动力腔通过所述进
5、动力机构，设置于所述动力腔内，所述动力机构包括动力轴和叶轮，所述动力轴磁悬浮设置于所述动力腔内，所述叶轮设置于所述动力轴上，井下液体能够通过所述进液口进入所述动力腔冲击所述叶轮，并带动所述动力轴绕转动轴线转动；
6、发电机构，设置于所述发电腔内，所述发电机构包括定子和转子，所述动力轴通过磁联轴器连接于所述转子，所述动力轴能够驱动所述转子相对于所述定子转动。
7、可选地，所述井下磁悬浮发电装置还包括两个进液组件，两个所述进液组件以所述转动轴线为轴，呈中心对称设置于所述壳体上，所述叶轮包括多个叶片，多个所述叶片沿所述动力轴的周向方向设置于所述动力轴上，所述进液组件设有进液通道，所述进液通道的一端连通于所述进液口，另一端连通于外部，所述进液通道的贯通方向与所述叶轮转动的切向一致。
8、可选地，所述动力机构还包括下外磁环和下内磁环，所述下外磁环沿所述壳体的周向设置于所述动力腔的内壁上，所述下内磁环套接于所述动力轴上，并与所述下外磁环相向设置，所述下内磁环和所述下外磁环相向一侧的磁极均相同。
9、可选地，所述壳体内设有第一限位件和第一环形凸缘，所述下外磁环卡接于所述第一限位件和所述第一环形凸缘之间。
10、可选地，所述动力腔内还设有下限位机构和上限位机构，所述下限位机构、所述动力机构和所述上限位机构沿所述壳体的延伸方向依次设置，所述动力轴限位于所述下限位机构和上限位机构之间。
11、可选地，所述下限位机构包括下接头和限位球，所述下接头固定连接于所述壳体的一端，并设有第一卡槽，所述限位球固定设置于所述第一卡槽中，所述动力机构还包括下过液套和下限位片，所述下过液套套接于所述动力轴的一端，并与所述下接头相向设置，所述下限位片设置于所述下过液套上，并抵接于所述限位球，所述上限位机构包括第二卡槽和上限位柱，所述第二卡槽设置于所述隔离盘朝向所述动力轴的一端，所述上限位柱固定设置于所述第二卡槽中，所述动力轴能够通过所述磁联轴器抵接于所述上限位柱。
12、可选地，所述动力机构还包括上过液套，所述上过液套套接于所述动力轴上，并位于所述叶轮和所述下过液套之间，所述下过液套和所述上过液套上均设有过液孔，所述动力轴、所述下过液套和所述上过液套内均设有相互连通的过液腔，所述过液腔通过所述过液孔连通于所述动力腔。
13、可选地，所述动力轴上设有上轴端，所述动力机构还包括上外磁环和上内磁环，所述上外磁环沿所述壳体的周向设置于所述动力腔的内壁上，所述上内磁环套接于所述上轴端，并与所述上外磁环相向设置，所述上外磁环和所述上内磁环相向一侧的磁极均相同。
14、可选地，所述叶轮套接于所述动力轴上，所述动力机构还包括第二限位件，所述第二限位件设置于所述动力轴上，并夹设于所述叶轮和所述上轴端之间。
15、可选地，所述壳体内设有第三限位件和第二环形凸缘，所述上外磁环卡接于所述第三限位件和所述第二环形凸缘之间。
16、可选地，所述动力机构还包括第四限位件，所述第四限位件设置于所述上轴端上，所述上轴端上设有第三环形凸缘，所述上内磁环卡接于所述第四限位件和所述第三环形凸缘之间。
17、可选地，所述磁联轴器包括主动磁联轴铁芯、主动磁联轴磁片、从动磁联轴磁片和从动磁联轴铁芯，所述主动磁联轴铁芯设置于所述动力轴朝向所述隔离盘的一端，并与所述主动磁联轴磁片固定连接，所述从动磁联轴铁芯和所述从动磁联轴磁片固定连接，并均设置于所述发电腔中，所述动力轴转动时，能够带动所述主动磁联轴磁片转动，所述主动磁联轴磁片转动时，能够带动所述从动磁联轴磁片绕所述转动轴线转动。
18、可选地，所述发电机构还包括固定轴、下端支撑轴承和上端支撑轴承，所述固定轴固定设置于所述发电腔中，并沿所述转动轴线的方向延伸，所述下端支撑轴承、所述定子和所述上端支撑轴承沿所述固定轴的延伸方向依次间隔套接于所述固定轴上，所述从动磁联轴铁芯固定连接于所述下端支撑轴承的外圈上，所述转子一端固定连接于所述从动磁联轴铁芯，另一端连接于所述上端支撑轴承的外圈上，所述从动磁联轴磁片转动时，能够带动所述从动磁联轴铁芯和所述转子相对所述定子绕所述转动轴线转动。
19、可选地，所述发电机构还包括第五限位件，所述第五限位件设置于所述下端支撑轴承的外圈背离所述隔离盘的一端，所述转子朝向所述固定轴的一侧设有第四环形凸缘，所述第五限位件抵接于所述第四环形凸缘。
20、可选地，所述发电机构还包括上接头，所述上接头设置于所述发电腔背离所述隔离盘的一端，所述上接头内设有连通于外部的过线通道，所述发电机构的输出端通过所述过线通道连接于外部设备。
21、有益效果：
22、本专利技术提供一种井下磁悬浮发电装置，其包括壳体、动力机构、发电机构和磁联轴器。壳体内部设有隔离盘，隔离盘将壳体内的空腔分隔为动力腔和发电腔，动力机构设置于动力腔内，发电机构设置于发电腔内，上述设置有效减少了动力机构和发电机构之间的相互影响，使得本装置运行更加安全可靠。壳体上设有进液口和出液口，动力腔通过进液口和出液口连通于外部，使得井下液体能够通过进液口进入动力腔，并经由出液口排出至外部。动力机构包括动力轴和叶轮，动力轴磁悬浮设置于动力腔内，叶轮设置于动力轴上，井下液体能够通过进液口进入动力腔冲击叶轮，并带动动力轴绕转动轴线转动，使得井下液体流动的能量能够转化为动力轴转动的机械能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.井下磁悬浮发电装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述井下磁悬浮发电装置还包括两个进液组件（50），两个所述进液组件（50）以所述转动轴线为轴，呈中心对称设置于所述壳体（10）上，所述叶轮（202）包括多个叶片（2021），多个所述叶片（2021）沿所述动力轴（201）的周向方向设置于所述动力轴（201）上，所述进液组件（50）设有进液通道（501），所述进液通道（501）的一端连通于所述进液口（104），另一端连通于外部，所述进液通道（501）的贯通方向与所述叶轮（202）转动的切向一致。
3.根据权利要求1所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述动力机构（20）还包括下外磁环（203）和下内磁环（204），所述下外磁环（203）沿所述壳体（10）的周向设置于所述动力腔（102）的内壁上，所述下内磁环（204）套接于所述动力轴（201）上，并与所述下外磁环（203）相向设置，所述下内磁环（204）和所述下外磁环（203）相向一侧的磁极均相同。
4.根据权利要求1所述的井下磁悬浮发电装置，其特
5.根据权利要求4所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述下限位机构（60）包括下接头（601）和限位球（602），所述下接头（601）固定连接于所述壳体（10）的一端，并设有第一卡槽（6011），所述限位球（602）固定设置于所述第一卡槽（6011）中，所述动力机构（20）还包括下过液套（205）和下限位片（206），所述下过液套（205）套接于所述动力轴（201）的一端，并与所述下接头（601）相向设置，所述下限位片（206）设置于所述下过液套（205）上，并抵接于所述限位球（602），所述上限位机构（70）包括第二卡槽（701）和上限位柱（702），所述第二卡槽（701）设置于所述隔离盘（101）朝向所述动力轴（201）的一端，所述上限位柱（702）固定设置于所述第二卡槽（701）中，所述动力轴（201）能够通过所述磁联轴器（40）抵接于所述上限位柱（702）。
6.根据权利要求5所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述动力机构（20）还包括上过液套（207），所述上过液套（207）套接于所述动力轴（201）上，并位于所述叶轮（202）和所述下过液套（205）之间，所述下过液套（205）和所述上过液套（207）上均设有过液孔（2071），所述动力轴（201）、所述下过液套（205）和所述上过液套（207）内均设有相互连通的过液腔（2072），所述过液腔（2072）通过所述过液孔（2071）连通于所述动力腔（102）。
7.根据权利要求1所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述动力轴（201）上设有上轴端（2011），所述动力机构（20）还包括上外磁环（208）和上内磁环（209），所述上外磁环（208）沿所述壳体（10）的周向设置于所述动力腔（102）的内壁上，所述上内磁环（209）套接于所述上轴端（2011），并与所述上外磁环（208）相向设置，所述上外磁环（208）和所述上内磁环（209）相向一侧的磁极均相同。
8.根据权利要求1所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述磁联轴器（40）包括主动磁联轴铁芯（401）、主动磁联轴磁片（402）、从动磁联轴磁片（403）和从动磁联轴铁芯（404），所述主动磁联轴铁芯（401）设置于所述动力轴（201）朝向所述隔离盘（101）的一端，并与所述主动磁联轴磁片（402）固定连接，所述从动磁联轴铁芯（404）和所述从动磁联轴磁片（403）固定连接，并均设置于所述发电腔（103）中，所述动力轴（201）转动时，能够带动所述主动磁联轴磁片（402）转动，所述主动磁联轴磁片（402）转动时，能够带动所述从动磁联轴磁片（403）绕所述转动轴线转动。
9.根据权利要求8所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述发电机构（30）还包括固定轴（301）、下端支撑轴承（302）和上端支撑轴承（304），所述固定轴（301）固定设置于所述发电腔（103）中，并沿所述转动轴线的方向延伸，所述下端支撑轴承（302）、所述定子（303）和所述上端支撑轴承（304）沿所述固定轴（301）的延伸方向依次间隔套接于所述固定轴（301）上，所述从动磁联轴铁芯（404）固定连接于所述下端支撑轴承（302）的外圈上，...
【技术特征摘要】
1.井下磁悬浮发电装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述井下磁悬浮发电装置还包括两个进液组件（50），两个所述进液组件（50）以所述转动轴线为轴，呈中心对称设置于所述壳体（10）上，所述叶轮（202）包括多个叶片（2021），多个所述叶片（2021）沿所述动力轴（201）的周向方向设置于所述动力轴（201）上，所述进液组件（50）设有进液通道（501），所述进液通道（501）的一端连通于所述进液口（104），另一端连通于外部，所述进液通道（501）的贯通方向与所述叶轮（202）转动的切向一致。
3.根据权利要求1所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述动力机构（20）还包括下外磁环（203）和下内磁环（204），所述下外磁环（203）沿所述壳体（10）的周向设置于所述动力腔（102）的内壁上，所述下内磁环（204）套接于所述动力轴（201）上，并与所述下外磁环（203）相向设置，所述下内磁环（204）和所述下外磁环（203）相向一侧的磁极均相同。
4.根据权利要求1所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述动力腔（102）内还设有下限位机构（60）和上限位机构（70），所述下限位机构（60）、所述动力机构（20）和所述上限位机构（70）沿所述壳体（10）的延伸方向依次设置，所述动力轴（201）限位于所述下限位机构（60）和上限位机构（70）之间。
5.根据权利要求4所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述下限位机构（60）包括下接头（601）和限位球（602），所述下接头（601）固定连接于所述壳体（10）的一端，并设有第一卡槽（6011），所述限位球（602）固定设置于所述第一卡槽（6011）中，所述动力机构（20）还包括下过液套（205）和下限位片（206），所述下过液套（205）套接于所述动力轴（201）的一端，并与所述下接头（601）相向设置，所述下限位片（206）设置于所述下过液套（205）上，并抵接于所述限位球（602），所述上限位机构（70）包括第二卡槽（701）和上限位柱（702），所述第二卡槽（701）设置于所述隔离盘（101）朝向所述动力轴（201）的一端，所述上限位柱（702）固定设置于所述第二卡槽（701）中，所述动力轴（201）能够通过所述磁联轴器（40）抵接于所述上限位柱（702）。
6.根据权利要求5所述的井下磁悬浮发电装置，其特征在于，所述动力机构（20）还包括上过液套（207），所述上过液套（207）套接于所述动力轴（201）上，并位于所述叶轮（202）和所述下过液套（205）之间，所述下过液套（205）...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨清海，付涛，孟思炜，廖成龙，冯帆，于川，祝英俊，于洋，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。