Мгд-генератор в качестве источника питания в буровой колонне при прокачке электропроводного бурового раствора

Предлагаемая полезная модель относится к области источников электрической энергии и буровой техники, конкретно - к источникам электрической энергии для питания измерительных датчиков, размещаемых в стенках соединительных муфт буровой колонны. Она решает техническую задачу электропитания измерительных датчиков, размещаемых в стенках соединительных муфт буровой колонны за счет размещения МГД-генератора в стенках тех же самых соединительных муфт и использования в качестве рабочего тела электропроводного бурового раствора, прокачиваемого через буровую колонну, что позволяет исключить подачу электроэнергии с поверхности земли на глубину. При этом ресурс МГД - канала обеспечивает работоспособность МГД-генератора в течение всего цикла бурения, что для сверхглубоких скважин достигает до 12000 часов. Предлагаемый МГД-генератор содержит МГД-канал с магнитом, установленный в соединительной муфте буровой колонны, насос, прокачивающий через буровую колонну и канал МГД-генератора электропроводный буровой раствор в качестве рабочего тела МГД - генератора. Ил.1.

Предлагаемая полезная модель относится к области источников электрической энергии и буровой техники, конкретно - к МГД-генераторам электрической энергии для питания измерительных датчиков, размещаемых в стенках соединительных муфт буровой колонны.

Известны МГД-генераторы открытого цикла, работающие на продуктах сгорания органических топлив, причем для достижения необходимых температур, обеспечивающих требуемую для их эффективной работы электропроводность плазмы, необходимо использовать в качестве окислителя кислород - жидкий или газообразный, либо воздух, который необходимо нагревать в регенеративных воздухоподогревателях, и, как правило, одновременно применять его кислородное обогащение. [Роза. Магнитогидродинамическое преобразование энергии. М. 1970 г., 288 стр.; МГД-генераторы открытого цикла. Под редакцией М. Петрика и Б.Я.Шумяцкого, М., Наука, 1979 г., 583 стр.].

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является жидкометаллический МГД-генератор, используемый для различных специальных целей, достижение необходимой электропроводности потока осуществляется использованием в качестве рабочего тела жидких металлов. [Е.И.Янтовский "Магнитогидродинамические генераторы, М., Наука, 1972 г., 424 стр., прототип].

Недостатком указанных МГД-генераторов является, во-первых, то обстоятельство, что для них требуется камера сгорания или другой источник тепла.

Вторым недостатком таких МГД-генераторов при весьма высоких параметрах рабочего потока и его большой химической агрессивности является ограниченный ресурс работы МГД-каналов.

Третьим недостатком является сравнительно большие габариты таких энергоустановок, что не позволяет их размещать в стенках соединительных муфт и требует наличия устройств для передачи энергии с поверхности до глубины нахождения измерительных датчиков.

Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу питания измерительных датчиков, размещаемых в стенках соединительных муфт буровой колонны за счет расположения МГД- генератора в стенках тех же самых соединительных муфт и использования в качестве рабочего тела электропроводного бурового раствора, прокачиваемого через буровую колонну.

Поставленная техническая задача решается тем, что в МГД-генераторе, содержащим МГД-канал с магнитом, и установленном в соединительной муфте буровой колонны, применен насос, прокачивающий через буровую колонну и канал МГД-генератора электропроводный буровой раствор в качестве рабочего тела МГД-генератора.

Такое решение поставленной технической задач1 приводит к тому, что предлагаемый источник питания отличается от других МГД-гетераторов тем, что не требует дополнительных энергозатрат в виде топлива для камеры сгорания или энергии для другого источника тепла, поскольку буровой раствор и насос для его прокачивания входит в состав технологического цикла бурения.

В силу высоких значений электропроводности бурового раствора при сравнительно низких рабочих температурах и его меньшей агрессивности по сравнению с низкотемпературной плазмой или жидким металлом работоспособность МГД-генератора сохраняется в течение всего цикла бурения, что для сверхглубоких скважин достигает до 12000 часов.

Схема предлагаемого МГД генератора показана на Фиг.1.

Предлагаемый МГД генератор содержит МГД-канал 1 с магнитом 2, установленный в соединительной муфте 3 буровой колонны 4, насос 5, прокачивающий через буровую колонну 4 и МГД - канал 1 электропроводный буровой раствор 6, используемый в качестве рабочего тела МГД-генератора.

Предлагаемый МГД-генератор работает следующим образом:

Насос 5 прокачивает электропроводный буровой раствор 6 через буровую колонну 4 и через МГД-канал 1 с магнитом 2, установленные в соединительной муфте 3. При движении электропроводного бурового раствора 6 в магнитном поле магнита 2 в МГД-канале 1 генерируется электроэнергия, используемая для питания измерительных датчиков 7, расположенных в той же соединительной муфте 3.

Предлагаемый МГД-генератор с использованием электропроводного бурового раствора в качестве рабочего тела отличается от прототипа - МГД-генераторов, работающих на жидких металлах, рядом параметров и особенностей.

Во-первых, тем, что не требует дополнительных энергозатрат в виде топлива для камеры сгорания или энергии для другого источника теша, поскольку буровой раствор и прокачивающий его насос входят в состав технологического цикла бурения.

Вторым отличительным преимуществом предлагаемого МГД-генератора является возможность достижения ресурса МГД-канала на несколько порядков более высокого, чем у прототипа - жидкометаллического МГД-генератора. Такое увеличение срока службы МГД-канала обусловлено меньшей агрессивностью бурового раствора по сравнению с жидким металлом, что обеспечивает работоспособность МГД-генератора в течение всего цикла бурения, что для сверхглубоких скважин достигает до 12000 часов.

Третьей отличительной особенностью предлагаемого МГД-генератора на буровом растворе является компактность, что позволяет расположить его в той же соединительной муфте, что и запитываемые им измерительные датчики, что исключает подачу электроэнергии с поверхности земли на глубину.

МГД-генератор, содержащий МГД-канал с магнитом, установленный в соединительной муфте буровой колонны, отличающийся тем, что применен насос, прокачивающий через буровую колонну и канал МГД-генератора электропроводный буровой раствор в качестве рабочего тела МГД-генератора.