專利名稱：無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種往復(fù)運(yùn)動(dòng)的永久磁體磁電轉(zhuǎn)換裝置，具體地說(shuō)，可以用于油田油井采油的加熱和提供井下測(cè)試儀器用電的無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置。
做為無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，使用歷史悠久，大量用于發(fā)電設(shè)備及電動(dòng)機(jī)等機(jī)械中。但應(yīng)用與發(fā)電一體化的實(shí)例很少，特別是用于油井更少見(jiàn)。在石油油井進(jìn)入抽油期時(shí)，由于原油品質(zhì)隨油田不同差別較大，對(duì)于高粘稠、高蠟質(zhì)原油給采油和輸油帶來(lái)很大困難，需要加熱，一般使用電熱方法，并要有很好的保溫措施。特別是對(duì)于井下，由于空間限制，難以加裝加熱裝置。對(duì)于深井油層加熱裝置，中國(guó)專利申請(qǐng)93229487.1公開(kāi)了一種“深井石油電磁加熱器”，它是由地面電磁加熱器、控制器、深井油層電磁加熱器、抽油管組成。加熱器結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外為油管、絕緣層、銅線圈、絕緣布構(gòu)成，向銅線圈通電形成強(qiáng)磁場(chǎng)，在油管管壁形成渦流產(chǎn)生200～800℃高溫，用以加熱原油。產(chǎn)生溫度由井上控制器控制電流大小來(lái)調(diào)節(jié)。但此種加熱方式需由銅線產(chǎn)生磁場(chǎng)，必須外加電源。絕緣層也較復(fù)雜，對(duì)于現(xiàn)有采油井管，加裝此裝置困難。此外，采油井測(cè)試雖然所需電能很少，也需有電源供應(yīng)，過(guò)去都是由井上電源通過(guò)電源線通到地下，易產(chǎn)生故障，很不方便。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述存在的不足而提出一種裝置簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，調(diào)整容易的，無(wú)外加電源，利用永久磁片在油管及附屬線圈中運(yùn)動(dòng)，通過(guò)磁渦流產(chǎn)生熱量，且可提供電能的無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置。
本實(shí)用新型可以用如下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，此無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，總體由管管、動(dòng)軸、扶正器和永久磁片構(gòu)成，在動(dòng)軸上具有扶正器，并串接有永久磁片，相鄰永久磁片之間放置有隔磁元件。
本實(shí)用新型還可以用如下方法來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置中相鄰設(shè)置的永久磁片外緣磁極相反，隔磁元件為隔磁片，隔磁片直徑相同或小于永久磁片，隔磁片和永久磁片中心設(shè)有圓孔，串接于動(dòng)軸上。永久磁片和隔磁片面上還可共同設(shè)有通孔結(jié)構(gòu)或成花瓣?duì)钊笨诮Y(jié)構(gòu)，通孔或花瓣上下應(yīng)對(duì)齊。此外，可在套管外與套管固定裝置一根外管，形成雙管結(jié)構(gòu)。在套管內(nèi)壁還可以固定相鄰配置的圓環(huán)狀永久磁環(huán)和隔磁環(huán)，相鄰永久磁環(huán)內(nèi)邊緣磁極反相配置。
磁電轉(zhuǎn)換裝置所設(shè)扶正器可有幾種結(jié)構(gòu)，1．扶正器為車輪狀，與套管或外管壁相配合，中心滑動(dòng)連接動(dòng)軸。2．扶正器為非金屬圓環(huán)片，中心圓孔套裝在動(dòng)軸上，可放置在永久磁片的上面、下面或在中部隔一段配置一片非金屬圓環(huán)片。3．扶正器為具有加強(qiáng)筋條的星狀結(jié)構(gòu)，中心圓孔套接固定于動(dòng)軸上、下兩端，可為三根筋星狀結(jié)構(gòu)，每根筋外端設(shè)有靠于套管或外管壁的滑輪。
在貼合套管壁處設(shè)置有線圈，線圈可為單層或多層密繞，其整體線圈中心截面應(yīng)與動(dòng)軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)上下限之中心截面處于同一平面。此外，在最外層管外壁裝置有保溫層。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)由于采用無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，無(wú)需經(jīng)電源線連通井口電源，省卻了檢修工作量，方便了管理工作。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，裝配容易，成本低，調(diào)整永久磁片組長(zhǎng)短(即調(diào)節(jié)磁通量)或調(diào)節(jié)線圈圈數(shù)，即能調(diào)節(jié)熱量或電量輸出。不需要電量輸出時(shí)也可不安裝線圈。每組即每個(gè)單元裝置的動(dòng)軸可用螺紋或法蘭連接在抽油桿上，套管與抽油管相連，安裝調(diào)整容易。本實(shí)用新型還可以用于其他流體的加熱或需求電能的工藝中。
附圖的圖面說(shuō)明如下

圖1為本實(shí)用新型扶正器為星狀結(jié)構(gòu)的無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為套管內(nèi)壁裝置永久磁環(huán)和隔磁環(huán)及磁性結(jié)構(gòu)示意圖；圖4永久磁片和隔磁片為三瓣花瓣?duì)钊笨诮Y(jié)構(gòu)的俯視圖；圖5永久磁片和隔磁片為通孔結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖6為沒(méi)有安裝線圈的扶正器為非金屬圓環(huán)片的無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖7星狀結(jié)構(gòu)扶正器俯視圖；圖8車輪狀結(jié)構(gòu)扶正器構(gòu)造圖。
下面結(jié)合應(yīng)用于抽油井的實(shí)施例對(duì)附圖作進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例采用雙層管即在套管外加裝外管。本裝置用途較廣，既可以用于油井采油時(shí)加熱原油，也可以用于其他物質(zhì)特別是液體的加熱，同時(shí)還可以設(shè)置發(fā)電線圈11，用于發(fā)電。圖1、2、6表示出本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)，在套管2外固定有外管1，套管2與外管1內(nèi)里相通，原油流經(jīng)套管2內(nèi)、外壁，使本裝置產(chǎn)生的熱充分接觸原油，不損失熱量。為增加往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)熱的效率，在套管2內(nèi)壁上增添配置永久磁環(huán)7，相鄰配置的磁環(huán)內(nèi)緣磁極相反，相鄰永久磁環(huán)間配置有隔磁環(huán)8，其結(jié)構(gòu)示意于圖3。動(dòng)軸3上安裝的相鄰永久磁片5的外緣磁極極性反相配置，永久磁片5之間用隔磁片6隔開(kāi)，永久磁片5和隔磁片6中心是一圓孔，組裝后可用螺栓、鍵銷、緊密配合等方法固定在動(dòng)軸3上。永久磁片5和隔磁片6面上還可以共同設(shè)計(jì)成花瓣?duì)?，或有通孔的結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖4、5，各片花瓣或通孔要上下對(duì)齊，否則會(huì)產(chǎn)生抽油阻力。隔磁片6直徑應(yīng)同于或小于永久磁片5直徑，每口井，可安裝多套該裝置，以適應(yīng)不同品質(zhì)原油的采油。
應(yīng)用于采油井時(shí)，套管2(在不設(shè)外管時(shí))或外管1可套接在抽油管上，抽油桿最好用螺紋扣與本裝置動(dòng)軸3連接，例如本文附圖示意，也可采用多種其他連接方式。在套管2內(nèi)壁還可貼合有密繞或多層繞制線圈11，線圈11切割磁力線產(chǎn)生電流，線圈11的貼合可采用現(xiàn)有技術(shù)，如用直接粘結(jié)；纏繞在固定于內(nèi)套管2壁上的框架等方法實(shí)現(xiàn)，不再詳述。永久磁片5圓周外緣與線圈11內(nèi)徑之間留有較小空隙。如不安裝線圈11則永久磁片5應(yīng)與套管2內(nèi)壁安裝之永久磁環(huán)7留有較小間隙，沒(méi)有線圈11之裝置如圖6所示，用扶正器4可保證此較小空隙的實(shí)現(xiàn)。每一組本裝置可同時(shí)具備加熱和發(fā)電功能，也可以分別設(shè)計(jì)有加熱和發(fā)電功能。
本裝置中的扶正器，如圖7，其中心固定在動(dòng)軸3上，為星狀結(jié)構(gòu)，周圍附有加強(qiáng)筋條，本附圖是具有三根筋條的扶正器結(jié)構(gòu)，每根筋條的端部設(shè)有一短軸，穿上滑輪10，滑輪10靠在套管2壁上，當(dāng)動(dòng)軸3上往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，接觸套管壁轉(zhuǎn)動(dòng)，保持轉(zhuǎn)軸3處于套管2中心位置。用于抽油井時(shí)，扶正器4采用另一種非金屬圓環(huán)片9最為方便，非金屬圓環(huán)片9原則上可安裝于動(dòng)軸3任意位置，任意數(shù)量，最好均勻分布于永久磁片5上、下和中部，與永久磁片5一起安裝于動(dòng)軸3上。非金屬圓環(huán)片9外緣應(yīng)稍大于永久磁片5外緣。扶正器4還可使用車輪狀，見(jiàn)圖8，上下兩套，固定于套管2或外管1內(nèi)壁，動(dòng)軸3在車輪狀扶正器4中心孔中上下滑動(dòng)。在最外層管的外壁最好設(shè)置有保溫層12，以防止熱散失。
本裝置不但能用于抽油井，也適用于其他需要流體加熱或發(fā)電設(shè)施上，使用廣泛、靈活。
權(quán)利要求1.一種無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，由套管(2)、動(dòng)軸(3)、扶正器(4)和永久磁片(5)構(gòu)成，其特征在于動(dòng)軸(3)上具有扶正器(4)并串接有永久磁片(5)，相鄰永久磁片(5)間放置隔磁元件。
2.如權(quán)利要求1所述之無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于相鄰永久磁片(5)外緣磁極相反。
3.如權(quán)利要求1所述之無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于隔磁元件為隔磁片(6)，隔磁片(6)直徑相同或小于永久磁片(5)，隔磁片(6)和永久磁片(5)中心設(shè)有圓孔，串接于動(dòng)軸(3)上，在面上還可共同制成通孔或花瓣?duì)钊笨凇?br> 4.如權(quán)利要求1所述之無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在套管(2)內(nèi)壁還可以固定相鄰配置的圓環(huán)狀永久磁環(huán)(7)和隔磁環(huán)(8)，相鄰永久磁環(huán)(7)內(nèi)緣磁極反相配置。
5.如權(quán)利要求1所述之無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于貼合套管(2)壁處設(shè)有線圈(11)，線圈(11)可為單層或多層密繞，其中心截面應(yīng)與動(dòng)軸(3)往復(fù)運(yùn)動(dòng)上下限之中心截面處于同一平面。
6.如權(quán)利要求1所述之無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于可在套管(2)外與套管(2)固定裝置一根外管(1)。
7.如權(quán)利要求1或4所述之無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于扶正器(4)可選取下面結(jié)構(gòu)的一種1．扶正器(4)可為車輪狀，與套管(2)或外管(1)壁相配合，中心滑動(dòng)連接動(dòng)軸(3)；或2．扶正器(4)為非金屬圓環(huán)片(9)，中心圓孔套裝于動(dòng)軸(3)上，可置于永久磁片(5)的上面、下面或在中部隔一段配置一片非金屬圓環(huán)片(9)；或3．扶正器(4)為具有加強(qiáng)筋條的星狀結(jié)構(gòu)，中心圓孔套接固定于動(dòng)軸(3)上、下兩端，每根筋外端設(shè)有靠于套管(2)或外管(1)壁的滑輪(10)，可為三根筋星狀結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述之無(wú)源磁電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于在最外層管外壁裝有保溫層(12)。
專利摘要本實(shí)用新型為一種無(wú)外加電源的加熱和發(fā)電用磁電轉(zhuǎn)換裝置。動(dòng)軸上固定有永久磁片和隔磁片,動(dòng)軸上裝有扶正架,往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磁片使套管壁產(chǎn)生磁渦流熱。在套管外還可加裝一根外管以充分利用熱能。在套管內(nèi)壁安置永久磁環(huán)時(shí),磁效應(yīng)更強(qiáng)。如在套管壁貼合有線圈,可提供一定量電能。在動(dòng)軸連接抽油桿用于采油時(shí),可降低原油粘度,使操作順利,產(chǎn)量增加。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,裝配方便,調(diào)整容易,使用可靠,易于推廣。
文檔編號(hào)H05B6/00GK2311099SQ9722228
公開(kāi)日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1997年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月3日
發(fā)明者孫平 申請(qǐng)人:孫平