[0001] 本发明涉及电机结构技术领域，具体为一种随钻测井仪用泥浆涡轮发电机。

[0002] 钻井液脉冲测井系统中井下供电电源主要是电池组和泥浆涡轮发电机，泥浆涡轮发电式脉冲发生器就是利用泥浆涡轮提供动能到发电机转化为电能，给下端仪器供电并上传脉冲信号，涡轮由于转速较高，并且要求能够适应井下高温高压等恶劣环境，一般选择磁力耦合器传动以解决转子与定子之间的旋转动密封泄漏问题，磁力耦合器是通过磁场的相互作用来传递动力，这样使得动密封转化为静密封，从而避免了高温高压环境下的泄漏问题。针对脉冲器而言，采用钻井液脉冲传输方式比较普遍，而钻井液传输方式可分为三种：正脉冲、负脉冲、连续波，油田油气井通过各种仪器测井，测井仪需要供电，一种用电缆井上供电，测井深度就是供电缆长度。随着石油技术进步产生了有记忆测井、随钻测井，这样测井仪供电技术也不断提高。

[0003] 但现有技术中，目前在随钻测井仪用泥浆涡轮发电机实际使用过程中，需要泥浆涡轮发电机跟随钻铤下深至地底深处进行作业，而其中，泥浆涡轮发电机会在地底密闭的空间中，会受到泥浆温度和压力的影响，造成整体的作业性能随着作业温度的增高而降低，而等冷却后，再次进行作业，整体的作业时效较为耽搁，因此就需要提出一种随钻测井仪用泥浆涡轮发电机。

[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0031] 参照图1‑图8所示：一种随钻测井仪用泥浆涡轮发电机，包括驱动壳体1，驱动壳体1的底端紧固连接有作业防护壳体3，作业防护壳体3的底端连接设置下端壳体8，驱动壳体1的侧边底端内嵌安装设置储热防护罐4，储热防护罐4的底端安装设置吸热泵5，吸热泵5的底端连通有热管端14，热管端14的底端安装设置集热吸收器15，集热吸收器15的底部连通设置有吸热管路组件22，作业防护壳体3的内部安装设置微型蒸汽轮机16，微型蒸汽轮机16的侧端连接有传导线路18，传导线路18的侧端依次分别连接有转换控制器6和驱动制冷器
7，转换控制器6和驱动制冷器7之间通过控制阀进行隔断连接，传导线路18的侧端电性连接有逆变器17，逆变器17的侧端连接设置储能器20；吸热管路组件22包括半导体热电偶吸热端220，半导体热电偶吸热端220的底端连接有导线221，导线221的底端分接有电极端222，电极端222的底端连接有导热线管223，导热线管223的侧端外部安装设置有泄压阀224，导热线管223的侧端连接有集热汇聚端225，集热汇聚端225的侧端连通有调节阀端226，调节阀端226的侧端连通有排送耐热管227，排送耐热管227的顶端和集热吸收器15的底部连通设置，半导体热电偶吸热端220的侧壁表面内嵌安装有温度传感器。

[0032] 根据图1、图4、图7和图8所示，下端壳体8的内部顶端开设有环形转槽，环形转槽的内部转动连接有导流清理组件23，导流清理组件23包括伺服传动电机231，伺服传动电机231的底输出端通过输出轴连接设置皮带轮结构232，皮带轮结构232的侧端同步轮轴心端连接设置传动轴杆233，且皮带轮结构232的侧端同步轮轴心顶部通过固定轴柱和下端壳体
8的顶壁表面紧固连接，在整体装置进行作业时，使得伺服传动电机231通过线路和逆变器
17进行串联，利用蜗轮叶片28和进泥浆液体的动能，在应力传感器29配合下，将所产生的动能转化为微弱电信号，在放大器的配合下，将所形成的电信号输送至逆变器117中，进而为伺服传动电机231提供作业续航，当伺服传动电机231进行转动时，带动皮带轮结构232进行转动，利用皮带轮结构232的转动同步带动传动轴杆233进行作业。

[0033] 根据图1、图4、图7和图8所示，传动轴杆233的底部安装设置同步齿轮234，同步齿轮234的齿角端啮合连接有环形齿牙236，环形齿牙236的外部周侧设置环形转轨235，环形转轨235在环形转槽的内部进行环形轨迹转动，当传动轴杆233进行转动时，带动同步齿轮234在环形齿牙236的内边侧进行定点转动，当同步齿轮234转动时，带动环形齿牙236与环形转轨235在环形转槽的内部进行环形轨迹转动。

[0034] 根据图1、图4、图7和图8所示，环形转轨235的两侧端表面紧固连接有弧形连接板237，弧形连接板237的底端等分安装设置多组杆柱238，多组杆柱238的底端设置安装清理筒239，弧形连接板237的内壁表面安装设置过滤网压差传感器，在过滤网压差传感器配合下，当检测到滤尘栏网10的表面在长时间作业形成堵塞时，发送驱动指令信号至伺服传动电机231，使得伺服传动电机231进行上述作业，即当环形转轨235转动时，同步带动两侧所设置的弧形连接板237、多组杆柱238和清理筒239在环形转槽的内部进行转动，使得清理筒
239和滤尘栏网10的表面进行接触清理，且弧形连接板237、多组杆柱238和清理筒239转动时，形成和蜗轮叶片28转动方向相同的转动轴向，便于在蜗轮叶片28的引导基础上，形成顺势导流结构，便于为上述应力传感器29的动能转换作业提供作用力。

[0035] 根据图1、图4和图5所示，微型蒸汽轮机16的底端设置安装作业壳体24，作业壳体24的内部顶端安装设置驱动电机19，驱动电机19的侧端通过电能转换器端子和储能器20的输出端电性连接，驱动电机19的底端通过内置合金轴承柱连接设置转定子结构21，转定子结构21由转子、定子和磁感线圈组成，在整体进行作业时，利用驱动电机19带动转定子结构
21进行转动作业，使得形成磁感电荷，便于产生电能，从而使得整体进行随钻测井作业。

[0036] 根据图4和图5所示，转定子结构21的轴心端通过传动轴连接设置有磁力耦合器25，磁力耦合器25的底端设置齿轮组26，齿轮组26位于传动轴的侧端外部进行套接，在磁力耦合器25的作用下，便于使得转定子结构21形成密封作业结构。

[0037] 根据图4和图5所示，齿轮组26的底端设置调速器27，调速器27的底端安装设置三组蜗轮叶片28，三组蜗轮叶片28的表面上均安装设置应力传感器29，应力传感器29通过放大器和逆变器17的侧端连接，在调速器27的配合下，便于对三组蜗轮叶片28的转动速率进行调节，使得三组蜗轮叶片28在下端壳体8内部对进端9的泥浆液体进行导流作业。

[0038] 根据图1所示，驱动壳体1的内部安装设置有驱动散热结构13，驱动散热结构13的侧端通过线路电性连接有线路板2，在驱动散热结构13和线路板2的配合下，便于对作业防护壳体3内部所积攒的热量进行吸附散热，并可通过连通管和储热防护罐4的顶部进行连通，使得热量进行储存。

[0039] 根据图1和图3所示，下端壳体8的底端安装设置脉冲发生器12，下端壳体8的左右两侧壁表面对称开设有进端9和出端11，在进端9和出端11的配合下，便于在进行作业时，可以将泥浆液体形成直流式导流。

[0040] 根据图2和图3所示，进端9和出端11的内部均内嵌安装有滤尘栏网10，滤尘栏网10的内侧壁表面和清理筒239接触连接，且进端9内部所安装滤尘栏网10的过滤口径小于出端11内部所安装滤尘栏网10，在上述对滤尘栏网10清理后，可将进端9内部所安装滤尘栏网10所清理的泥沙从出端11内部所安装滤尘栏网10中进行排出，避免对整体作业造成影响。

[0041] 本发明中的储热防护罐4、吸热泵5、转换控制器6、驱动制冷器7、脉冲发生器12、集热吸收器15、微型蒸汽轮机16、逆变器17、驱动电机19、储能器20、伺服传动电机231、磁力耦合器25、调速器27、应力传感器29温度传感器和过滤网压差传感器的接线图属于本领域的公知常识，其工作原理是已经公知的技术，其型号根据实际使用选择合适的型号，所以对储热防护罐4、吸热泵5、转换控制器6、驱动制冷器7、脉冲发生器12、集热吸收器15、微型蒸汽轮机16、逆变器17、驱动电机19、储能器20、伺服传动电机231、磁力耦合器25、调速器27、应力传感器29温度传感器和过滤网压差传感器不再详细解释控制方式和接线布置。

[0042] 本装置的使用方法及工作原理：首先在整体装置进行作业时，在过滤网压差传感器配合下，当检测到滤尘栏网10的表面在长时间作业形成堵塞时，发送驱动指令信号至伺服传动电机231，使得伺服传动电机231通过线路和逆变器17进行串联，利用蜗轮叶片28和进泥浆液体的动能，在应力传感器29配合下，将所产生的动能转化为微弱电信号，在放大器的配合下，将所形成的电信号输送至逆变器117中，进而为伺服传动电机231提供作业续航，当伺服传动电机231进行转动时，带动皮带轮结构232进行转动，利用皮带轮结构232的转动同步带动传动轴杆233进行作业，接着带动同步齿轮234在环形齿牙236的内边侧进行定点转动，当同步齿轮234转动时，带动环形齿牙236与环形转轨235在环形转槽的内部进行环形轨迹转动，且同步带动两侧所设置的弧形连接板237、多组杆柱238和清理筒239在环形转槽的内部进行转动，使得清理筒239和滤尘栏网10的表面进行接触清理，且弧形连接板237、多组杆柱238和清理筒239转动时，形成和蜗轮叶片28转动方向相同的转动轴向，便于在蜗轮叶片28的引导基础上，形成顺势导流结构，便于为上述应力传感器29的动能转换作业提供作用力，在长时间作业时，在温度传感器配合下，对作业壳体24内部的温度进行检测，当温度阈值过高时，利用半导体热电偶吸热端220对转定子结构21所散热的热量进行吸附，其中对于所吸附的热量，在导线221和电极端222的配合下，使得所产生的热能在导热线管223中进行输送，当到达集热汇聚端225后，利用集热汇聚端225内部的吸热板及吸热涂层，将所形成的热量进行吸附汇聚，并接着在调节阀端226和排送耐热管227作用下，将所汇聚的热量输送至集热吸收器15中，进而将所吸附的热量进行加热，接着通过热管端14将所加热的热量输送至吸热泵5中，并利用吸热泵5将其输送至储热防护罐4中，储热防护罐4采用耐热陶瓷材料及玻璃纤维增强塑料加工制成，使得形成良好的耐温性能，能够在高温环境下保持结构稳定性、不易变形或腐蚀，并且能够有效地隔热，减少热能的散失，接着当驱动电机19作业时，通过储热防护罐4将罐内热能输送至微型蒸汽轮机16中，利用微型蒸汽轮机16对所输入的热蒸气进行引入，并使内部的叶片旋转，从而驱动轴上的发电机产生电能，配合半导体热电偶吸热端220利用P型和N型半导体材料的热电效应来生成电流，并通过传导线路18、转换控制器6和驱动制冷器7将所产生的电能进行传导输送，并监控和控制逆变器17的运行，确保电能的安全、稳定和高效输送至储能器20，进而使得储能器20内部的电能在电能转换器端子的配合下，将所产生的电能输送至驱动电机19中，保障整体作业的续航，且对内部温度进行调节，减少温度及续航对整体装置的影响。

[0043] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。