ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ПЕРЕДАЮЩИМ БЛОКОМ

Полезная модель относится к области бурения скважин и может быть использована в составе телеметрических систем для обеспечения электроэнергией скважинной аппаратуры и передачи забойной информации.
Известен входящий в состав забойной телеметрической системы генератор, соединенный снизу со скважинной аппаратурой кабельной секцией. Электрический ток, вырабатываемый генератором, поступает по силовым кабелям в передающий электронный блок скважинной аппаратуры, а затем по силовому кабелю на верхний переводник электрического разделителя, образующего диполь (свидетельство на полезную модель РФ №15585, МКМ 7 Е 21 В 47/02, 2000 г.).
Наличие кабельной секции усложняет конструкцию генератора и снижает ее надежность.
Известен генератор переменного тока для питания автономных забойных геофизических и навигационных комплексов, содержащий герметичный статор, установленный на неподвижном полом валу и ротор с постоянными магнитами, выполненный в виде внешнего корпуса с лопатками турбины. Генератор с двух сторон имеет электрические разъемы под силовые кабели. В охранном кожухе генератор закреплен консольно. Герметичный статор выполнен в монолите из стеклопластика (патент РФ 2170348, МКМ 7 Е 21 В 47/022, F 03 В 13/02, оп. 2001 г.).
Известная конструкция имеет следующие недостатки. Наличие нескольких электрических разъемов под силовые кабели, выполненных на обоих концах генератора, усложняет его конструкцию и снижает ее надежность. Консольное крепление генератора в охранном кожухе недостаточно надежно и в условиях высоких нагрузок и вибрации может
произойти отвинчивание крепежных болтов. Стеклопластик, применяемый для герметизации статора, имеет низкую теплопроводность, поэтому в условиях воздействия высокой температуры он быстро стареет, что приводит к образованию трещин и пробою изоляции. Кроме того, стеклопластик не обладает достаточной абразивной стойкостью и может быть разрушен при прохождении бурового раствора, охлаждающего обмотку генератора.
Целью полезной модели является повышение надежности и ресурса работы генератора.
Указанная цель достигается тем, что у генератора переменного тока телеметрической системы с передающим блоком, содержащего герметичный статор, установленный на неподвижном полом валу и имеющий электрические разъемы с двух сторон, и ротор с постоянными магнитами, выполненный в виде внешнего корпуса с лопатками турбины, силовые кабели выведены через верхний электрический разъем, к которому присоединен радиатор передатчика с элементами управления телеметрической системой, а нижний разъем генератора предназначен для подключения слаботочных проводов скважинной аппаратуры. Генератор имеет две опоры крепления в охранном кожухе. Крепление генератора в нижней части осуществлено по его нижнему фланцу, а в верхней части - по радиатору передатчика. В верхней части кожуха радиатора выполнено посадочное место под верхнюю опору крепления генератора в охранном кожухе. Статор генератора помещен в тонкостенную оболочку из немагнитного металла с высоким электрическим сопротивлением, например, титанового сплава.
Сущность полезной модели поясняет чертеж.
На Фиг.1 представлен генератор переменного тока телеметрической системы с передающим блоком.
Генератор переменного тока телеметрической системы с передающим блоком содержит герметичный статор 1 с обмотками, установленный на неподвижном полом валу 2 и ротор 3 с постоянными магнитами 4. На
корпусе ротора установлены рабочие лопатки турбины или шнек 5, приводимые во вращение промывочной жидкостью. Генератор имеет два электрических разъема 6 и 7. Верхний электрический разъем 6 посредством силовых кабелей осуществляет связь генератора с радиатором передатчика 8 с элементами управления телеметрической системой. Остальная часть скважинной аппаратуры, включающая модуль автономного питания, технологические, инклинометрические и другие измерительные модули (на чертеже не показаны), присоединена к генератору снизу через слаботочный разъем 7. Связь скважинной аппаратуры с передающим блоком осуществлена посредством слаботочных информационных проводов 9, проходящих через полый вал генератора. Статор заполнен высокотемпературной теплопроводящей неэлектропроводной жидкостью, например, силиконом, и помещен в тонкостенную оболочку 10 из немагнитного металла с высоким электрическим сопротивлением, например, титанового сплава. Величина зазора 11 между статором и ротором обеспечивает «мягкую» внешнюю характеристику генератора. Крепление генератора в нижней части осуществлено по его нижнему фланцу 12, а в верхней части - по радиатору передатчика. Кожух радиатора передатчика в верхней части имеет посадочное место 13 под верхнюю опору крепления генератора в охранном кожухе.
Радиатор передатчика выполнен герметичным и заполнен теплоотводящей охлаждающей жидкостью, например силиконовым маслом.
Генератор переменного тока телеметрической системы с передающим блоком работает следующим образом. Буровой раствор попадает на лопасти шнека 5 и приводит во вращение ротор 3 с постоянными магнитами 4. При этом в обмотке статора 1 индуцируется ЭДС. Вырабатываемый электрический ток через разъем 6 по силовым кабелям поступает на радиатор передатчика 8. В радиаторе ток модулируется и по силовому кабелю передается на верхний переводник электрического разделителя колонны. Данные о забойных параметрах, получаемые в скважинной аппаратуре,
поступают в радиатор 8 через слаботочный разъем 7 в нижней части генератора по информационным проводам 9, размещенным в полом валу 2 статора. Затем информационные сигналы передаются по электромагнитному каналу связи в наземное приемное устройство.
Применение разработанного технического решения позволяет:
1. Размещение радиатора передатчика с верхней стороны генератора позволило исключить кабельную секцию и упростить конструкцию.
2. Уменьшение количества электрических разъемов под силовые кабели повысило надежность конструкции.
3. Наличие посадочного места в верхней части кожуха радиатора передатчика под верхнюю опору генератора обеспечивает надежное крепление генератора в охранном кожухе на двух опорах.
4. Тонкостенная оболочка из немагнитного металла с высоким электрическим сопротивлением, например, титанового сплава, надежно герметизирует статор.