[go: up one dir, main page]

RU2334099C1 - Power generator for well equipment - Google Patents

Power generator for well equipment Download PDF

Info

Publication number
RU2334099C1
RU2334099C1 RU2007101099/03A RU2007101099A RU2334099C1 RU 2334099 C1 RU2334099 C1 RU 2334099C1 RU 2007101099/03 A RU2007101099/03 A RU 2007101099/03A RU 2007101099 A RU2007101099 A RU 2007101099A RU 2334099 C1 RU2334099 C1 RU 2334099C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
generator
winding
rotor
stator
Prior art date
Application number
RU2007101099/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Борисович Болотин (RU)
Николай Борисович Болотин
Original Assignee
Николай Борисович Болотин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Николай Борисович Болотин filed Critical Николай Борисович Болотин
Priority to RU2007101099/03A priority Critical patent/RU2334099C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2334099C1 publication Critical patent/RU2334099C1/en

Links

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: mining; electrics.
SUBSTANCE: generator includes protection case and at least one mounting unit, electric connector, rotor installed on shaft with turbine, stator, exciter winding, and permanent magnets. Additional rotor and contact-free power transfer device in the form of primary and secondary windings are mounted on supports on the shaft. One of the windings is mounted on the turbine case connected to the main rotor, while the other one is mounted on the additional rotor. Stator and shaft are divided into upper and lower parts. Upper and lower shaft parts are connected. Exciter winding is mounted at the upper shaft part. Permanent magnets are installed inside the main rotor concentrically to the exciter winding. Primary winding of contact-free power transfer device is mounted at the lower shaft part, the secondary winding being mounted inside the lower stator part concentrically to the primary one. Primary exciter and windings are connected electrically to provide contact-free power transfer. Secondary winding is connected to the electric connection by electric wires passing through a hole in the lower stator part and led outside through a sealing plug.
EFFECT: reduced diametric dimensions and weight of generator.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электрическим машинам. Конкретно изобретение предназначено для генератора питания скважинной аппаратуры. Генератор преобразует энергию промывочной жидкости в электрическую, необходимую для питания скважинных навигационных и геофизических приборов в процессе бурения и передатчика электромагнитного канала связи.The invention relates to electric machines. Specifically, the invention is intended for a downhole power generator. The generator converts the energy of the flushing fluid into electrical energy, which is necessary to power the downhole navigation and geophysical instruments during drilling and the transmitter of the electromagnetic communication channel.

Известен генератор переменного тока для питания телеметрической системы в процессе бурения скважин малого диаметра, включающий неподвижный внутренний статор с коллектором и закрепленный на приводном валу внешний ротор, снабженный электромагнитами (патент РФ №2060383, МКП Е21В 47/022, 47/00, приоритет от 21.02.92 г). Система смазки представляет собой полость между ротором и статором, заполненную смазывающей жидкостью.A known alternator for powering the telemetric system in the process of drilling small diameter wells, including a fixed internal stator with a collector and an external rotor mounted on the drive shaft, equipped with electromagnets (RF patent No. 2060383, MKP ЕВВ 47/022, 47/00, priority from 21.02 .92 g). The lubrication system is a cavity between the rotor and the stator, filled with lubricating fluid.

Известен автономный турбинный агрегат (электрогенератор), также предназначенный для питания электрической энергией телеметрической системы, содержащий гидротурбину, приводимую в движение потоком промывочной жидкости, маслозаполненный статор, залитый эпоксидным компаундом, и ротор генератора переменного тока на постоянных магнитах, расположенный на одном валу с гидротурбиной. (Молчанов А.А., Сираев А.X,, «Скважинные автономные системы с магнитной регистрацией», М., Недра, 1979, с.102-103).A self-contained turbine unit (electric generator), also designed to power the telemetry system, contains a hydraulic turbine driven by a wash fluid stream, an oil-filled stator filled with an epoxy compound, and a rotor of an alternating current generator with permanent magnets located on the same shaft with a hydraulic turbine. (Molchanov A.A., Siraev A.X, “Borehole autonomous systems with magnetic recording”, M., Nedra, 1979, pp. 102-103).

Этот генератор состоит из статора, размещенного внутри агрегата и шестиполюсного кольцевого магнитного ротора, выполненного снаружи. Ротор одновременно является корпусом для рабочих лопаток трехступенчатой гидротурбины. Перед каждой ступенью рабочих лопаток гидротурбины, в свою очередь, установлены три ступени направляющих аппаратов, собранных на внешнем корпусе, что увеличивает диаметр устройства. Для предотвращения попадания промывочной жидкости в электрогенератор и подшипниковые узлы установлены уплотняющие устройства, внутренняя полость электрогенератора заполнена трансформаторным маслом.This generator consists of a stator located inside the unit and a six-pole annular magnetic rotor made from the outside. The rotor is also a casing for the working blades of a three-stage hydraulic turbine. In front of each stage of the working blades of the hydraulic turbine, in turn, there are three stages of guide vanes assembled on the outer casing, which increases the diameter of the device. To prevent the flushing fluid from entering the generator and the bearing units, sealing devices are installed, the internal cavity of the generator is filled with transformer oil.

Ввиду того, что электрогенератор работает в интервале температур от -40 до +130°С, при глубинах бурения до 3500 м и более, а объем масла изменяется при изменении температуры, введен компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости (масла). Компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости выполнен внутри входного обтекателя генератора. Он состоит из двух тонких профильных пластин, одна из которых выпуклая, а другая вогнутая. Компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости предназначен для компенсации изменения объема масла в маслозаполненной полости генератора в рабочих условиях при повышении температуры, а также выравнивания давления внутри и снаружи генератора.Due to the fact that the generator operates in the temperature range from -40 to + 130 ° С, at drilling depths up to 3500 m and more, and the oil volume changes with temperature, a compensator for pressure and thermal expansion of the lubricating fluid (oil) is introduced. The compensator for pressure and thermal expansion of the lubricating fluid is made inside the inlet fairing of the generator. It consists of two thin profile plates, one of which is convex and the other is concave. The compensator for pressure and thermal expansion of the lubricating fluid is designed to compensate for changes in the volume of oil in the oil-filled cavity of the generator under operating conditions with increasing temperature, as well as equalizing the pressure inside and outside the generator.

Недостатками этого генератора являются:The disadvantages of this generator are:

- низкая надежность,- low reliability

- малый ресурс,- small resource

- большие габариты и масса устройства,- large dimensions and mass of the device,

- сложность конструкции.- the complexity of the design.

Эти недостатки обусловлены, в первую очередь тем, что в качестве привода используется многоступенчатая турбина с направляющими аппаратами. Использование гидротурбины с направляющими аппаратами в качестве привода предъявляет повышенные требования к качеству очистки промывочной жидкости от фракций выбуренной породы и посторонних предметов, попадание которых в зазор между рабочими и направляющими лопатками гидротурбины может привести к ее остановке (заклиниванию). Наличие направляющих аппаратов гидротурбины увеличивает диаметральный габарит электрогенератора, что нежелательно при бурении скважин относительно малого диаметра.These shortcomings are caused, first of all, by the fact that a multistage turbine with guide vanes is used as a drive. The use of a hydraulic turbine with guide vanes as a drive places high demands on the quality of cleaning the washing liquid from fractions of drill cuttings and foreign objects, the ingress of which into the gap between the working and guide vanes of the hydraulic turbine can cause it to stop (jamming). The presence of guiding devices of a hydraulic turbine increases the diametrical dimension of the electric generator, which is undesirable when drilling wells of relatively small diameter.

Второй конструктивный недостаток - это сложность и ненадежность компенсатора давления и температурного расширения смазывающей жидкости. Из-за упругости стенок компенсатора давление смазывающей жидкости всегда меньше давления окружающей среды. Это может привести к попаданию промывочной жидкости в систему смазки электрогенератора и к износу подшипников, уплотнений и других деталей.The second design flaw is the complexity and unreliability of the pressure compensator and thermal expansion of the lubricating fluid. Due to the elasticity of the walls of the compensator, the pressure of the lubricating fluid is always less than the pressure of the environment. This can result in flushing fluid entering the generator’s lubrication system and in the wear of bearings, seals and other parts.

Известен также электрогенератор по пат. РФ №2173925, основной особенностью которого можно считать систему смазки. Система смазки этого электрогенератора содержит заправочное устройство на его переднем торце, полость между внешним ротором и статором, заполненную смазывающей жидкостью, и компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости, размещенный со стороны устройства для крепления генератора, выполненный в виде поршня, установленного с возможностью осевого перемещения и уплотнения, установленного внутри поршня с возможностью осевого перемещения вместе с ним. Недостатком этого устройства является сложность заправки системы смазывающей жидкостью и низкий ресурс уплотнения.Also known generator according to US Pat. RF №2173925, the main feature of which can be considered a lubrication system. The lubrication system of this generator contains a filling device at its front end, a cavity between the external rotor and the stator, filled with lubricating fluid, and a pressure compensator and thermal expansion of the lubricating fluid located on the side of the generator mounting device, made in the form of a piston mounted with axial movement and seals mounted inside the piston with the possibility of axial movement with it. The disadvantage of this device is the difficulty of filling the system with lubricating fluid and a low seal life.

Известен электрогенератор питания телеметрических систем по св. РФ №34638, прототип.Known power generator telemetry systems according to St. RF №34638, prototype.

Этот электрогенератор содержит заправочное устройство в его передней части, полость между внешним ротором и статором, заполненную смазывающей жидкостью, и компенсатор давления и температурного расширения смазывающей жидкости, размещенный со стороны устройства для крепления генератора, выполненный в виде поршня, установленного внутри ротора с возможностью осевого перемещения, и уплотнения, установленного, в свою очередь, внутри поршня с возможностью осевого перемещения вместе с ним, поршень выполнен с возможностью дренажа смазывающей жидкости в полностью заправленном положении в зазор между ротором и узлом крепления генератора.This electric generator contains a filling device in its front part, a cavity between the external rotor and the stator filled with a lubricating fluid, and a compensator for pressure and thermal expansion of the lubricating fluid located on the side of the generator mounting device, made in the form of a piston mounted inside the rotor with axial movement , and the seal, installed, in turn, inside the piston with the possibility of axial movement with it, the piston is made with the possibility of drainage lubricating the fluid in the fully tucked position to the gap between the rotor and the alternator mounting assembly.

Недостатком этой системы смазки является то, что из-за совмещения функций компенсатора и уплотнения снижается их ресурс.The disadvantage of this lubrication system is that due to the combination of the functions of the compensator and the seal, their life is reduced.

Известен генератор по св. РФ №13123, который содержит ротор с турбиной, статор, узел крепления и емкость для резервного запаса смазывающей жидкости, выполненную в виде стакана, выполненного в передней части генератора с установленным внутри подпружиненным поршнем, и заправочное устройство. Генератор и турбина значительно отдалены друг от друга в осевом направлении и разобщены магнитной муфтой, что увеличивает габариты генератора и снижает надежность смазки.Known generator for St. RF №13123, which contains a rotor with a turbine, a stator, a mounting unit and a reservoir for the reserve supply of lubricating fluid, made in the form of a cup made in the front of the generator with a spring-loaded piston installed inside, and a refueling device. The generator and turbine are significantly distant from each other in the axial direction and are separated by a magnetic coupling, which increases the dimensions of the generator and reduces the reliability of the lubricant.

Известен генератор по патенту РФ на изобретение №2264537, прототип, содержащий корпус с обмотками возбуждения, узел крепления, ротор с валом, магнитами и турбиной, установленный через подшипники в корпусе, и емкость для резервного запаса смазывающей жидкости в виде стакана, выполненного в передней части генератора с установленным внутри подпружиненным поршнем и заправочным устройством, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один передний подшипник установлен во втулке, которая сцентрирована в выступающей части корпуса, закрытого с другой стороны осью, зафиксированной от поворота и имеющей кольцевую проточку под обмотку и цилиндрический выступ, во внутренней расточке которого установлен, по меньшей мере, один задний подшипник, а внутри вала выполнено сквозное осевое отверстие. Между передним подшипником и ротором установлена регулировочная шайба. Обмотки возбуждения установлены в корпусе и зафиксированы штифтами от смещения. Пружина частично размещена внутри поршня. Заправочной устройство выполнено в виде клапана, установленного в канале штока, закрытом пробкой. Заправочное устройство выполнено в виде клапана, установленного в канале штока, закрытом пробкой.A known generator according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2264537, a prototype comprising a housing with field windings, a mount, a rotor with a shaft, magnets and a turbine mounted through bearings in the housing, and a reservoir for a reserve supply of lubricating fluid in the form of a cup made in front generator with a spring-loaded piston installed inside and a refueling device, characterized in that at least one front bearing is mounted in a sleeve that is centered in the protruding part of the housing, closed on the other Torons axis fixed against rotation and having an annular groove for winding and a cylindrical protrusion in the inner bore of which is mounted on at least one rear bearing and the inside shaft provided with a through axial aperture. An adjustment washer is installed between the front bearing and the rotor. Field windings are installed in the housing and are fixed with pins against bias. The spring is partially placed inside the piston. The filling device is made in the form of a valve installed in the stem channel, closed by a plug. The filling device is made in the form of a valve installed in the stem channel, closed by a plug.

Недостаток - быстрый износ подшипников качения из-за больших нагрузок, вибрациий и возможности проникновения бурового раствора.The disadvantage is the rapid wear of the rolling bearings due to high loads, vibration and the possibility of penetration of the drilling fluid.

Задачи его создания - уменьшение диаметральных габаритов и веса генератора.The tasks of its creation are to reduce the diametrical dimensions and weight of the generator.

Изобретение относится к электрическим машинам. Конкретно изобретение предназначено для генератора питания скважинной аппаратуры.The invention relates to electric machines. Specifically, the invention is intended for a downhole power generator.

Задачи его создания - уменьшение диаметральных габаритов и веса генератора.The tasks of its creation are to reduce the diametrical dimensions and weight of the generator.

Решение указанной задачи достигнуто в генераторе питания скважинной аппаратуры, содержащем защитный корпус и, по меньшей мере, один узел крепления, электрический разъем, установленный на валу ротор с турбиной, статор, постоянные магниты и обмотку возбуждения, тем, что на валу на опорах установлены дополнительный ротор и устройство для бесконтактной передачи электроэнергии, выполненное в виде первичной и вторичной обмоток, одна из которых установлена на корпусе турбины, который соединен с основным ротором, а вторая - на дополнительном роторе, при этом статор и вал выполнены из двух частей - верхней и нижней, верхняя и нижняя части вала соединены между собой, обмотка возбуждения установлена на валу в верхней его части, концентрично с ней внутри основного ротора установлены постоянные магниты, на нижней части вала установлена первичная обмотка устройство для бесконтактной передачи электроэнергии, а концентрично ей внутри нижней части статора установлена вторичная обмотка, при этом первичная обмотка и обмотка возбуждения соединены электрически для бесконтактной передачи электроэнергии, а вторичная обмотка соединена с электрическим разъемом электрическими проводами, проходящими внутри отверстия, выполненного в нижней части статора, и выведенными наружу через герметизирующую изоляционную пробку. Внутренняя полость генератора заполнена смазывающей жидкостью посредством канала для заправки.The solution to this problem was achieved in the power generator of the downhole equipment, containing a protective housing and at least one attachment point, an electrical connector mounted on the shaft of the rotor with a turbine, a stator, permanent magnets and an excitation winding, so that additional supports are installed on the shaft on the supports a rotor and a device for contactless transmission of electricity, made in the form of primary and secondary windings, one of which is installed on the turbine housing, which is connected to the main rotor, and the second on the additional mouth In this case, the stator and the shaft are made of two parts - the upper and lower parts, the upper and lower parts of the shaft are interconnected, the field winding is mounted on the shaft in its upper part, permanent magnets are installed concentrically with it inside the main rotor, and the lower part of the shaft is installed primary winding is a device for non-contact transmission of electricity, and a secondary winding is installed concentrically to it inside the lower part of the stator, while the primary and excitation windings are electrically connected for non-contact transmission electricity, and the secondary winding is connected to the electrical connector by electric wires passing inside the hole made in the lower part of the stator and brought out through the sealing insulating plug. The internal cavity of the generator is filled with lubricating fluid through the channel for refueling.

Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е. всеми критериями изобретения. Новизна подтверждается патентными исследованиями, изобретательский уровень - новой компоновкой генератора. Для изготовления всех узлов электрогенератора не требуются дефицитные материалы и вновь разработанные технологии, что гарантирует промышленную применимость.The proposed technical solution has novelty, inventive step and industrial applicability, i.e. all the criteria of the invention. The novelty is confirmed by patent research, the inventive step - a new layout of the generator. For the manufacture of all nodes of the electric generator, scarce materials and newly developed technologies are not required, which guarantees industrial applicability.

Сущность изобретения поясняется на чертеже.The invention is illustrated in the drawing.

Генератор питания скважинной аппаратуры установлен в защитном корпусе 1, например колонне бурильных труб или в обсадной колонне, содержит, по меньшей мере, одно устройство для крепления генератора. Для примера на чертеже показан генератор, установленный внутри защитного корпуса 1 на двух опорах - верхней 2 и нижней 3. В верхней опоре 2 выполнены отверстия для прохода бурового раствора «А», в которых установлены втулки из сверхтвердого материала 4, в нижней опоре 3 выполнены отверстия «Б» для выхода бурового раствора. Основной особенностью генератора является то, что применена биротативная турбина, т.е. турбина с противоположно вращающимися ступенями турбины: основной ступенью турбины 5 и дополнительной ступенью турбины 6. Основная ступень турбины 5 установлена на корпусе турбины 7, который соединен с основным ротором 8. Основной ротор 8 с одной стороны установлен на подшипнике 9, а с другой стороны - на верхней части статора 10, которая, в свою очередь, установлена в верхней опоре 2.The downhole tool power generator is installed in a protective housing 1, for example, a drill pipe string or in a casing string, and contains at least one device for mounting the generator. For example, the drawing shows a generator mounted inside the protective housing 1 on two supports - the upper 2 and lower 3. In the upper support 2 holes are made for the passage of drilling mud "A", in which bushings are made of superhard material 4, in the lower support 3 are made hole "B" for the exit of drilling fluid. The main feature of the generator is that a biotic turbine is used, i.e. turbine with opposite rotating stages of the turbine: the main stage of the turbine 5 and the additional stage of the turbine 6. The main stage of the turbine 5 is mounted on the turbine body 7, which is connected to the main rotor 8. The main rotor 8 is mounted on the bearing 9 on the one hand and on the other hand on the upper part of the stator 10, which, in turn, is installed in the upper support 2.

Дополнительная ступень турбины 6 установлена на дополнительном роторе 11, который, в свою очередь, установлен на двух опорах 12 и 13 при помощи вала дополнительного ротора 14, который целесообразно выполнить из двух частей - верхней части 15 и нижней части 16 и соединить шлицевой муфтой 17. Дополнительный ротор 11 соединен с валом дополнительного ротора 14 при помощи шпонки 18. На валу дополнительного ротора 14, точнее на его верхней части 15 установлена обмотка возбуждения 19, концентрично нее внутри основного ротора установлены постоянные магниты 20. В нижней части генератора на нижней части вала дополнительной турбины 14 установлена первичная обмотка устройства бесконтактной передачи энергии 21, а концентрично ей внутри нижней части статора 22 установлена вторичная обмотка устройства бесконтактной передачи энергии 23, которая не входит в состав устройства. Обмотка возбуждения 19 и первичная обмотка устройства бесконтактной передачи энергии соединены промежуточными проводами 24, которые проходят внутри вала дополнительного ротора 14. Полость «В» внутри генератора заполнена смазывающей жидкостью. Заправка осуществляется по каналу «Г», который закрыт винтом 25. Уплотнение вращающихся частей роторов друг относительно друга и относительно статора осуществляется торцовыми уплотнениями 26, 27 и 28. С вторичной обмотки устройства беспроводной связи 23 передача энергии осуществляется по проводам 29 через герметизирующую изоляционную пробку 30 на скважинную аппаратуру 31.An additional stage of the turbine 6 is installed on the additional rotor 11, which, in turn, is mounted on two bearings 12 and 13 using the shaft of the additional rotor 14, which is expediently made of two parts - the upper part 15 and the lower part 16 and connected with a spline coupling 17. The additional rotor 11 is connected to the shaft of the additional rotor 14 by means of a key 18. On the shaft of the additional rotor 14, more precisely, on its upper part 15, an excitation winding 19 is installed, permanent magnets 20 are mounted concentrically inside the main rotor 20. B the lower part of the generator on the lower part of the shaft of the additional turbine 14 has a primary winding of the contactless energy transfer device 21, and concentrically inside the lower part of the stator 22, a secondary winding of the contactless energy transfer device 23 is installed, which is not part of the device. The field winding 19 and the primary winding of the contactless energy transfer device are connected by intermediate wires 24, which extend inside the shaft of the additional rotor 14. The cavity “B” inside the generator is filled with lubricating fluid. Refueling is carried out through the channel "G", which is closed by a screw 25. The sealing of the rotating parts of the rotors relative to each other and relative to the stator is carried out by mechanical seals 26, 27 and 28. From the secondary winding of the wireless communication device 23, energy is transmitted through wires 29 through a sealing insulating plug 30 downhole equipment 31.

При работе генератора буровой раствор проходит через ступени биротативной турбины 5 и 6. Ступени биротативной турбины 5 и 6 вращаются в разные стороны с примерно одинаковыми оборотами, например 3000 об/мин. Если учесть, что в классической турбине ротор вращается относительно статора с угловой скоростью 3000 об/мин, то относительная скорость вращения роторов 8 и 11 будет в два раза выше, а именно 6000 об/мин. При этом первая по потоку ступень биротативной турбины 5 будет выполнять роль соплового аппарата для второй по потоку ступени турбины 6. Это позволит отказаться от применения направляющий аппаратов и увеличить КПД и мощность турбины. Также появилась возможность значительно уменьшить диаметральные габариты генератора или увеличить его мощность в 2 раза при тех же габаритах и весе. Это позволит спроектировать скважинные приборы для бурильных и обсадных колонн малого диаметра. Применение устройства бесконтактной передачи электрической энергии может несколько увеличить осевые габариты генератора, однако это допустимо, т.к. генератор вместе со скважинным прибором может устанавливаться в бурильную или обсадную колонну, собранную из труб длиной до 10...12 м. Диаметр компоновки: генератор-скважинный прибор строго ограничен диаметром бурильной колонны. Электроэнергия по промежуточным проводам 24 передается от обмотки возбуждения 19 к первичной обмотке устройства бесконтактной передачи электроэнергии 21. Так как первичная обмотка 21 этого устройства вращается в неподвижной вторичной обмотке устройства бесконтактной передачи электроэнергии 23, установленной вне генератора. Электрическая энергия по проводам 29 передается к скважинной аппаратуре 31.When the generator is operating, the drilling fluid passes through the steps of the biotative turbine 5 and 6. The steps of the birobative turbine 5 and 6 rotate in different directions with approximately the same speed, for example 3000 rpm. If we take into account that in a classical turbine the rotor rotates relative to the stator with an angular speed of 3000 rpm, then the relative rotation speed of the rotors 8 and 11 will be twice as high, namely 6000 rpm. In this case, the first downstream stage of the birobotational turbine 5 will act as a nozzle apparatus for the second downstream stage of the turbine 6. This will make it possible to abandon the use of guide vanes and increase the efficiency and power of the turbine. Also, it became possible to significantly reduce the diametrical dimensions of the generator or increase its power by 2 times with the same dimensions and weight. This will allow the design of downhole tools for small diameter drill and casing. The use of a contactless transmission of electrical energy can slightly increase the axial dimensions of the generator, however, this is permissible, since the generator together with the downhole tool can be installed in a drill or casing, assembled from pipes up to 10 ... 12 m long. Layout diameter: the generator-downhole tool is strictly limited by the diameter of the drill string. Electricity is transmitted through the intermediate wires 24 from the excitation winding 19 to the primary winding of the contactless electric power transmission device 21. Since the primary winding 21 of this device rotates in the stationary secondary winding of the contactless electric power transmission device 23 installed outside the generator. Electric energy is transmitted through wires 29 to downhole equipment 31.

Уплотнение роторов друг относительно друга и относительно статора осуществляется торцовыми уплотнениями.The sealing of the rotors relative to each other and relative to the stator is carried out by mechanical seals.

Применение изобретения позволило:The application of the invention allowed:

1. Значительно уменьшить диаметральные габариты и вес генератора.1. Significantly reduce the diametrical dimensions and weight of the generator.

2. Увеличить мощность и напряжение на электрических выводах генератора.2. Increase the power and voltage at the electrical terminals of the generator.

3. Значительно увеличить ресурс работы опор за счет применения многоопорных схем, уменьшения диаметра роторов и применения двух роторов вместо одного.3. Significantly increase the life of the supports due to the use of multi-bearing schemes, reducing the diameter of the rotors and the use of two rotors instead of one.

4. Уменьшить дисбаланс роторов генератора за счет уменьшения их диаметра в 1,5...2,0 раза.4. To reduce the imbalance of the generator rotors by reducing their diameter by 1.5 ... 2.0 times.

5. Повысить надежность уплотнения полости электрогенератора за счет применения торцовых уплотнений.5. To increase the reliability of sealing the cavity of the generator through the use of mechanical seals.

6. Упростить конструкцию электрогенератора за счет отказа от применения направляющих аппаратов турбины и максимального упрощения конструкции уплотнения.6. Simplify the design of the generator by eliminating the use of guide vanes of the turbine and the maximum simplification of the design of the seal.

7. Упростить сборку и разборку электрогенератора за счет эго выполнения модульной конструкции.7. To simplify the assembly and disassembly of the generator due to the ego implementation of a modular design.

8. Упростить и облегчить электрический монтаж проводов, т.к. промежуточные провода соединяют обмотки, вращающиеся с одинаковыми скоростями, и проходят внутри вала дополнительного ротора, что исключает их повреждение при работе.8. Simplify and facilitate electrical wiring, as intermediate wires connect windings rotating at the same speeds and pass inside the shaft of the additional rotor, which eliminates their damage during operation.

9. Улучшить ремонтопригодность электрогенератора.9. Improve the maintainability of the generator.

Claims (2)

1. Генератор питания скважинной аппаратуры, содержащий защитный корпус и, по меньшей мере, один узел крепления, электрический разъем, установленный на валу ротор с турбиной, статор, постоянные магниты и обмотку возбуждения, отличающийся тем, что на валу на опорах установлены дополнительный ротор и устройство для бесконтактной передачи электроэнергии, выполненное в виде первичной и вторичной обмоток, одна из которых установлена на корпусе турбины, который соединен с основным ротором, а вторая - на дополнительном роторе, при этом статор и вал выполнены из двух частей - верхней и нижней, верхняя и нижняя части вала соединены между собой, обмотка возбуждения установлена на валу в верхней его части, концентрично с ней внутри основного ротора установлены постоянные магниты, на нижней части вала установлена первичная обмотка устройства для бесконтактной передачи электроэнергии, а концентрично ей внутри нижней части статора установлена вторичная обмотка, при этом первичная обмотка и обмотка возбуждения соединены электрически для бесконтактной передачи электроэнергии, а вторичная обмотка соединена с электрическим разъемом электрическими проводами, проходящими внутри отверстия, выполненного в нижней части статора, и выведенными наружу через герметизирующую изоляционную пробку.1. The power generator of the downhole equipment, comprising a protective housing and at least one attachment point, an electrical connector mounted on the shaft of the rotor with a turbine, a stator, permanent magnets and an excitation winding, characterized in that an additional rotor is installed on the shaft on the supports and a device for contactless transmission of electricity, made in the form of primary and secondary windings, one of which is installed on the turbine housing, which is connected to the main rotor, and the second on the additional rotor, with the stator and VA made of two parts - the upper and lower parts, the upper and lower parts of the shaft are interconnected, the field winding is mounted on the shaft in its upper part, permanent magnets are mounted concentrically with it inside the main rotor, the primary winding of the device for non-contact power transmission is installed on the lower part of the shaft and, concentrically, a secondary winding is installed inside the lower part of the stator, while the primary winding and the field winding are electrically connected for contactless transmission of electricity, and the secondary The winding is connected to the electrical connector by electric wires passing inside the hole made in the lower part of the stator and brought out through the sealing insulating plug. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что внутренняя полость генератора заполнена смазывающей жидкостью посредством канала для заправки.2. The generator according to claim 1, characterized in that the internal cavity of the generator is filled with lubricating fluid through the channel for refueling.
RU2007101099/03A 2007-01-09 2007-01-09 Power generator for well equipment RU2334099C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007101099/03A RU2334099C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Power generator for well equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007101099/03A RU2334099C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Power generator for well equipment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2334099C1 true RU2334099C1 (en) 2008-09-20

Family

ID=39868014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007101099/03A RU2334099C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Power generator for well equipment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2334099C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442892C1 (en) * 2010-11-30 2012-02-20 Николай Борисович Болотин Well generator
US12163405B2 (en) 2023-04-24 2024-12-10 Halliburton Energy Services, Inc. Increase power output of a downhole tool generator assembly

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МОЛЧАНОВ А.А. Измерение геофизических и технологических параметров в процессе бурения. - М.: Недра, 1983, с.102-103. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442892C1 (en) * 2010-11-30 2012-02-20 Николай Борисович Болотин Well generator
US12163405B2 (en) 2023-04-24 2024-12-10 Halliburton Energy Services, Inc. Increase power output of a downhole tool generator assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2421612C1 (en) Multi-phase power generator of downhole equipment
RU2334099C1 (en) Power generator for well equipment
RU2324808C1 (en) Power generator of well logging equipment
RU2331149C1 (en) Borehole electric generator
RU2334340C1 (en) Drilling electric generator
RU2321744C1 (en) Birotatory generator
RU2325519C1 (en) Borehole birotatory electric generator
RU2324815C1 (en) Well electric generator
RU2333352C1 (en) Borehole equipment supply generator
RU2332564C1 (en) Borehole telemetry system power supply generator
RU2321741C1 (en) Autonomous electric generator
RU2321742C1 (en) Electric generator
RU2337240C1 (en) Downhole electric generator
RU2329377C1 (en) Birotating power generator
RU2333353C1 (en) Supply turbo generator for borehole equipment
RU2417311C1 (en) Electro-generator of power supply for borehole equipment
RU2264537C1 (en) Generator
RU2321743C1 (en) Birotatory generator
RU2326238C1 (en) Birotatory borehole electric generator
RU2419719C1 (en) Birotary electric generator for power supply to downhole instrument
RU2418348C1 (en) Electric power generator of downhole telemetric system
RU2243370C1 (en) Electric generator
RU2417313C1 (en) Generator of power supply for borehole equipment
RU2265720C1 (en) Electric generator to supply power to bottomhole telemetering system
RU2426875C1 (en) Borehole generator