專利名稱：一種泥漿渦輪的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及泥漿渦輪發電系統，具體涉及ー種用于井下電源的泥漿渦輪。
背景技術：
目前，石油鉆井行業無線隨鉆測量儀器的供電裝置主要為鋰電池，但隨著隨鉆測井技術在鉆井過程中的廣泛應用，井下測控系統日漸復雜，需要充足而穩定的電カ供應。而鋰電池所能提供的能量和所能承受的溫度均受到了限制，不能適應新變化，需要采用新技術替代。泥漿渦輪發電系統是ー種取代鋰電池為井下測量儀器提供電源的理想方案。但是鉆井過程中的泥漿流量變化范圍大，直接將現 有的泥漿渦輪發電系統用于井下，會產生電源其不穩定的問題。
實用新型內容為適應鉆井泥漿流量變化范圍較大的情況，本實用新型提出了一種用于井下電源的泥漿渦輪，它能有效地解決鉆井泥漿流量變化范圍大而帶來的供電不穩定問題，從而確保井下泥漿渦輪發電系統穩定高效地向隨鉆測控系統提供電源。ー種泥漿渦輪，包括同軸的導輪機構和轉輪機構，其特征在于，所述導輪葉片的進ロ安放角和出ロ安放角為定值，轉輪葉片的進ロ安放角和出ロ安放角可調節。進ー步的，所述轉輪機構的轉輪葉片數目為4 6片，轉輪葉片進ロ安放角為50° 70°，轉輪葉片出口安放角為25° 50°。進ー步的，所述導輪葉片數目為5 7片，導輪葉片進ロ安放角為90°，導輪葉片出口安放角為72°。本實用新型的技術效果體現在本實用新型采用導輪+轉輪的結構形式，由安裝在井下發電機殼體外周上的導輪，以及葉片角度可以調節的轉輪一同構成。通過調節轉輪的葉片角度，適應變化的泥漿流量，為井下測量儀器提供穩定電源。實驗結果表明，針對流量為20. O 40. OL/s，壓降小于O. 2MPa，轉速為2200 3300rpm的鉆井條件，本實用新型的渦輪結構能夠穩定輸出功率200W以上，可以為井下測量儀器穩定供電。同時，本實用新型與傳統渦輪相比，水力エ況范圍擴大I倍，最高效率達60%。
圖I為本實用新型結構示意圖。圖2為本實用新型導輪、轉輪葉片安置示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進ー步說明。本實用新型的使用環境是石油鉆井的鉆桿內部。安裝在鉆桿中原來裝有高性能鋰電池的位置，又因本實用新型外觀形狀與高性能鋰電池相似，因此無需改變鉆桿內部的結構。如圖I和圖2所示，轉輪機構2與傳動軸機構3鍵連接。轉輪葉片7通過螺釘固定在輪轂上，松開螺釘后可人工調節葉片角度。導輪葉片6固定在鉆桿殼體上，并在以傳動軸為中心的圓周上均勻分布。當鉆井過程中使用的泥漿流經鉆桿時，先通過導輪葉片6，其流動方向發生改變，后通過轉輪葉片7，驅動轉輪2轉動，進而通過傳動軸3和聯軸器4帶動發電機轉動，產生電能。整個過程中，渦輪結構將泥漿的動能轉化成機械能，進而通過發電機轉化成電能。實例I本實例中，導輪葉片數目為5片，導輪葉片進ロ安放角固定為90°，導輪葉片出口安放角固定為72° ;轉輪葉片數目為4片，轉輪葉片進ロ安放角為50° 70°，轉輪葉片出口安放角為25° 50°可調節。轉輪葉片的具體安放角應根據エ況在可調范圍內適當調節。實例2本實例中，導輪葉片數目為6片，導輪葉片進ロ安放角固定為90°，導輪葉片出口安放角固定為75° ;轉輪葉片數目為5片，轉輪葉片進ロ安放角為50° 70°可調節，轉輪葉片出口安放角為25° 50°可調節。轉輪葉片的具體安放角應根據エ況在可調范圍內適當調節。實例3本實例中，導輪葉片數目為7片，導輪葉片進ロ安放角固定為90°，導輪葉片出口安放角固定為78° ;轉輪葉片數目為6片，轉輪葉片進ロ安放角為50° 70°可調節，轉輪葉片出口安放角為25° 50°可調節。轉輪葉片的具體安放角應根據エ況在可調范圍 內適當調節。將上述實例在不同エ況下進行實驗，實驗表明實例I將導輪葉片數目設計為5片，導輪葉片出口安放角設計為72°，且轉輪葉片數目設計為4片時，發電效率最高，提供電源
最穩定。
權利要求1.一種泥漿渦輪，包括同軸的導輪機構和轉輪機構，其特征在于，所述導輪葉片的進口安放角和出口安放角為定值，所述轉輪葉片的進口安放角和出口安放角可調節。
2.根據權利要求I所述的泥漿渦輪，其特征在于，所述轉輪葉片進口安放角可調范圍為50° 70°，轉輪葉片出口安放角可調范圍為25° 50°。
3.根據權利要求2所述的用于井下電源的泥漿渦輪，其特征在于，所述轉輪機構的轉輪葉片數目為4 6片。
4.根據權利要求I所述的泥漿渦輪，其特征在于，所述導輪機構的導輪葉片數目為5 .7片。
5.根據權利要求4所述的泥漿渦輪，其特征在于，所述導輪葉片進口安放角為90°，導輪葉片出口安放角為72°。
專利摘要一種泥漿渦輪，包括同軸的導輪機構和轉輪機構，所述導輪葉片的進口安放角和出口安放角為定值，轉輪葉片的進口安放角和出口安放角根據實際工況可調節。本實用新型能有效解決鉆井泥漿流量變化范圍大而帶來的供電不穩定問題，實驗證明，針對流量為20.0～40.0L/s，壓降小于0.2MPa，轉速為2200～3300rpm的鉆井條件，本實用新型的渦輪結構能夠穩定輸出功率200W以上，可以為井下測量儀器穩定供電。同時，本實用新型與傳統渦輪相比，水力工況范圍擴大1倍，最高效率達60％。
文檔編號F03B13/02GK202381243SQ20112052554
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者余凱, 吳小芳, 張師帥, 楊勤, 熊鵬, 胡耀民, 蔣鵬, 黃書才 申請人:華中科技大學