ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК НИТАНИЯ
Изобретение относится к источникам питания геонавигационноого оборудования, предназначенного для обеспечения горизонтального и наклонного бурения скважин под нефть и газ.
Известен источник питания телеметрической системы, содержащий гидротурбину, приводимую в движение потоком бурового раствора, маслозаполненный статор, залитый эпоксидным компаундом и ротор генератора переменного тока на постоянных магнитах, расположенных на валу гидротурбины (Молчанова А. А., Сираев А.Х., «Скважинные автономные системы с магнитной регистрацией, М., Недра, 1979, с. 102... 103),
Недостатком такого источника питания является его значительные осевые и диаметральные габариты из-за наличия нескольких ступеней турбины с направляющими аппаратами. При отсутствии прокачки бурового раствора или при значительном уменьшении его расхода источник питания не выполняет своих функций.
Известен также источник питания телеметрической системы по свидетельству РФ на полезную модель № 18211. Этот источник питания содержит химические элементы в вбщем корпусе, который закреплен с зазором внутри колонны бурильных труб над скважинной аппаратурой при помощи разъема на торце и кабельного наконечника.
Известен термоэлектрический автономный источник питания по заявке РФ на
изобретение № 2002101762 (прототип), содержащий корпус и элементы Пельтье.
Недостатки - низкий ресурс работы химических элементов и ограниченная мощность вследствие незначительного перепада температур между окружающей средой и буровым раствором.
Э ff О  и
МКП 6 Е 21 в 17/12 Задачей создания изобретения является увеличение ресурса работы источника питания
скважинной аппаратуры.
Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что в термоэлектрическом автономном источнике питания, содержащем корпус, элементы Пельтье с электрическими выводами, установленные на наружной поверхности корпуса и соединенные между собой параллельно или последовательно или последовательно-параллельно, выполнен внутри корпуса изотопный или химический источник тепловой энергии. Элекгричесю1е выводы могут быть соединены напрямую с потребителем электроэнергии (скважинным прибором) или с накопителем энергии, который, в свою очередь соединен с потребителем электроэнергии. Накопитель энергии может быть выполнен в виде аккумуляторов, конденсаторов или ионисторов. Аккумуляторы, конденсаторы или ионисторы могут быть соединены последовательно, параллельно или последовательно-параллельно.
Накопитель энергии и элементы Нельтье могут быть установлены в общем корпусе.
Нроведенные патентные исследования показали, что предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промьпплешюй применимостью, т. е. всеми критериями изобретения.
Техническая реализация изобретения реальна, т.к. в конструкции термоэлектрического автономного источника питания испо.11ьзованы серийно вьшускаемые детали и узлы.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1 и 2, где:
На фиг. 1 - приведена схема автономного источника питания телеметрической системы в составе колонны бурильных труб,
На фиг. 2 - схема подключения потребителя электроэнергии через накопитель энергии.
2 предназначен для питания потребителя электрической энергии 2, например, скважинного
прибора. Потребитель энергии установлен и сцентрирован на центраторах 3 и имеет герметичный ввод 4. Термоэлектрический автономный источник питания может быть установлен на дополнительных центраторах 5 и содержит корпус 6, элементы Пельтье 7 с электрическими выводами 8. Элементы Пельтье 7 могут быть соединены параллельно. Последовательно, или последовательно-параллельно. Внутри корпуса 6 установлен изотопный или химический источник тепловой энергии 9. Через герметичный вывод 10 выходят провода 11, которые через герметичный ввод 4 входят внутрь потребителя электроэнергии 2.
На фиг. 2 приведена более усовершенствованная схема термоэлектрического автономного источника питания. Она дополнительно содержит накопитель энергии 11. Накопитель энергии выполнен в виде аккумуляторов, конденсаторов или ионисторов 12, соединенных последовательно, или параллельно, или последовательно-параллельно.
При работе термоэлектрического автономного источника питания в колонне бурильных труб наружная поверхность элементов Пельтье омывается относительно холодным буровым раствором, а внутренняя подогревается от изотопного или химического источника тепловой энергии 9. На электрических выводах 8 элементов Пельтье возникает ЭДС и электрический ток, который по проводам 11 поступает к потребителю электрической энергии 2.
Применение изобретения позволило:
1.Многократно увеличить ресурс работы источника питания и обеспечить бесперебойное питания электроэнергией скважинного прибора телеметрической системы в процессе бурения или в процессе эксплуатации скважины («Интеллектуальная скважина).
3
2.Обеспечить высокую надежность источника питания.
3.Получить стабильное напряжение питания в условиях воздействия больших давлений, температур и вибраций.
4.Получить значительный экономический эффект за счет исключения спуско-подьемных операций для частой замены ранее применявшегося источника питания скважинной аппаратуры телеметрической системы.
Автор: 09.02 г. /Лх уГригашкинГ.А.