Турбогенератор для питания скважинной аппаратуры

Полезная модель относится к области бурения скважин. В частности, она может быть использована для питания автономных забойных геофизических и навигационных комплексов. Технической задачей, решаемой полезной моделью, является улучшение проточной части канала между ротором и статором турбогенератора за счет введения дополнительных канавок, позволяющих приблизить магниты к статору. Техническим результатом является повышение надежности работы турбогенератора.

Указанная техническая задача решается за счет использования в турбогенераторе для питания скважинной аппаратуры, содержащем внешний ротор с корпусом и рабочими лопатками турбины, внутренний статор с обмоткой, выполненный на оси, внешний ротор установлен на подшипниках скольжения, причем, обмотки статора размещены в герметичном корпусе, на наружной поверхности которого выполнены винтовые канавки, а на внутренней поверхности ротора, между подшипниками, выполнены продольные канавки, проходящие между магнитами.

Полезная модель относится к области бурения скважин и может быть использована для питания автономных забойных геофизических и навигационных комплексов.

Известен турбогенератор для питания скважинной аппаратуры, содержащий внешний ротор с корпусом и рабочими лопатками турбины, внутренний статор с обмоткой, выполненный на оси, обмотка залита герметичным неэлектропроводным материалом, устойчивым к абразивному износу, внешний ротор установлен на подшипниках скольжения, внутренние рабочие поверхности подшипников скольжения выполнены из эластичного материала, например резины, со сквозными каналами и смонтированы на съемных втулках с буртиками, а втулки закреплены на оси, причем верхний подшипник скольжения закрыт с торца обтекателем с образованием кольцевого зазора между ним и корпусом. Между нижним подшипником скольжения и опорой генератора может быть установлена коническая резиновая втулка. Сквозные каналы могут иметь в поперечном сечении форму многоугольника. Рабочие лопатки турбины установлены с обеих сторон корпуса с образованием двух рабочих ступеней турбины. На корпусе между первой и второй рабочими ступенями турбины могут быть выполнены два ряда окон. (см. патент РФ на изобретение 2184225 Е21В 47/00. Турбогенератор для питания скважинной аппаратуры. Опубликовано: 27.06.2002) Недостатками этого турбогенератора являются его низкая надежность, обусловленная тем, что буровой раствор, в котором содержатся абразивные частицы, проходя в узком зазоре между статором и ротором, может вызвать заклинивание ротора. Увеличение зазора приводит к снижению технических характеристик турбогенератора.

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является улучшение проточной части канала между ротором и статором турбогенератора за счет введения дополнительных канавок, позволяющих приблизить магниты к статору.

Техническим результатом является повышение надежности работы турбогенератора.

Указанная техническая задача решается за счет использования в турбогенераторе для питания скважинной аппаратуры, содержащем внешний ротор с корпусом и рабочими лопатками турбины, внутренний статор с обмоткой, выполненный на оси, внешний ротор установлен на подшипниках скольжения, причем, обмотки статора размещены в герметичном корпусе, на наружной поверхности которого выполнены винтовые канавки, а на внутренней поверхности ротора, между подшипниками, выполнены продольные канавки, проходящие между магнитами.

Для удобства описания полезной модели на фигурах 1-3 представлен заявляемый турбогенератор для питания скважинной аппаратуры и ее отдельные узлы.

На фигуре 1 представлен продольный разрез турбогенератора.

На фигуре 2 представлен отдельно ротор турбогенератора с местным вырезом.

На фигуре 3 представлен поперечный разрез ротора турбогенератора.

Турбогенератор для питания скважинной аппаратуры содержит внешний ротор 1 и внутренний статор 2. Внешний ротор 1 состоит из корпуса 3 с рабочими лопатками турбины 4. Обмотки внутреннего статора 2 размещены в герметичном корпусе 5, на наружной стороне которого выполнены винтовые канавки 6. Между внешним ротором 1 и внутренним статором 2 имеется зазор образующий канал 7, через который проходит буровой раствор и охлаждает обмотку генератора. В турбогенераторе установлены подшипники скольжения: верхний 8 и нижний 9 (по направлению потока бурового раствора). Верхний подшипник скольжения 8 закрыт с торца обтекателем 10 с образованием кольцевого зазора 11 связанного с каналом 7. Внутренний статор 2 установлен на опоре турбогенератора 12, предназначенной для крепления турбогенератора к корпусу, в котором смонтирована скважинная аппаратура (не показана).

На внутренней поверхности корпуса 3 закреплена втулка 13 из немагнитного материала в которой размешены постоянные магниты 14. Между магнитами, на втулке 13 размещены продольные канавки 15. Турбогенератор для питания скважинной аппаратуры работает следующим образом. Буровой раствор, проходя между лопатками 4 ротора 1, приводит его во вращение. Часть бурового раствора, через зазор 11 поступает в канал 7 и отбирает тепло, образующееся в подшипниках 8 и 9 и обмотках статора 2. Помимо канала 7, буровой раствор проходит через винтовую канавку 6 в корпусе 5 и продольные каналы 15 в роторе 1. Наличие каналов 15 и канавок 6 позволяет уменьшить зазор в канале 7 и максимально приблизить магниты 14 к корпусу 5. При попадании крупных частиц из бурового раствора в канал 7, они перемещаются винтовыми канавками 6 в каналы 15 и выносятся наружу. За счет усовершенствования конструкции турбогенератора для питания скважинной аппаратуры, решена поставленная техническая задача уменьшения зазора между магнитами ротора и корпусом статора, созданы условия для самоочистки этого зазора.

Достигается и технический результат, по повышению надежности работы турбогенератора для питания скважинной аппаратуры.

Турбогенератор для питания скважинной аппаратуры, содержащий внешний ротор с корпусом и рабочими лопатками турбины, внутренний статор с обмоткой, выполненный на оси, внешний ротор установлен на подшипниках скольжения, отличающийся тем, что обмотки статора размещены в герметичном корпусе, на наружной поверхности которого выполнены винтовые канавки, а на внутренней поверхности ротора, между подшипниками, выполнены продольные канавки, проходящие между магнитами.