一種井下泥漿渦輪發電機牽引裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種井下泥漿渦輪發電機牽引裝置，所述發電機牽引裝置通過PC機決策產生一個控制指令，并通過串口通訊將此指令發送給PLC；PLC接收到指令后，將指令內容轉變成一系列的驅動脈沖，控制電機動作，實現發電和模擬地面下傳功能，本發明專利技術利用成熟工業控制方法，控制系統搭建容易，電機調速裝置結構簡單，便于維護，可靠性高；利用了電磁耦合原理，不需要真正泥漿循環裝置就可以對泥漿渦輪發電機系統和下傳系統進行試驗室聯調測試；本裝置系統可以作為泥漿渦輪發電機性能檢測及井下下傳解碼測試的專用設備。

【技術實現步驟摘要】
一種井下泥漿渦輪發電機牽引裝置
本專利技術屬于石油鉆井裝置測試
，具體涉及一種井下泥漿渦輪發電機牽引裝置。
技術介紹
目前石油隨鉆系統井下儀器供電來源主要有兩種:電池供電和泥漿渦輪發電機供電，電池供電方式功率有限，系統工作時間比較短，且對井下安全不利，發電機供電方式利用泥漿作為動力帶動渦輪轉子發電，壽命比較長且井下環境適應性好，可以產生很大的功率，因此越來越得到廣泛應用。本專利適用對象為泥漿渦輪發電機。泥漿渦輪發電機在實際應用中一方面要為井下儀器串供電，另一方面井下控制系統通過檢測渦輪發電機轉速的變化解碼得到地面下傳控制指令。由于渦輪發電機是依靠泥漿排量驅動，因此在實際測試時為了盡可能的接近實際工作環境需要搭建一整套泥漿循環控制系統，制造和維護成本非常高，為此本專利技術開發一套實驗室泥漿渦輪發電機牽引裝置，能夠模擬泥漿排量的變化，對發電機的轉速進行調整，產生電能的同時也能夠通過搭建的控制系統解碼得到下傳指令控制信號。本專利裝置適用對象為井下泥漿渦輪發電機，利用磁耦合特性模擬井下流量變化，可以驅動發電機的轉子產生電能使發電機發電，同時能夠接收控制單元指令實現泥漿渦輪發電機轉子自動調速功能，在地面實現模擬泥漿排量變化，井下通過檢測這種排量變化進而得到地面系統控制指令，從而實現鉆井系統模擬下傳功能測試。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術提供一種井下泥漿渦輪發電機牽引裝置，所述發電機牽引裝置通過PC機決策產生一個控制指令，并通過串口通訊將此指令發送給PLC；PLC接收到指令后，將指令內容轉變成一系列的驅動脈沖，控制電機動作，實現發電和模擬地面下傳功能；進一步地，所述發電機牽引裝置包括指令發送單元、變速單元、解碼單元和輸出單元，所述指令發送單元、變速單元、解碼單元和輸出單元依次連接；進一步地，所述指令發送單元包括PC機和通訊串口，所述PC機通過通訊串口連接變速單元，所述PC機內裝有控制軟件，可決策產生一個控制指令；進一步地，所述變速單元為PLC，所述PLC包括控制變頻器和電機，所述控制變頻器用于調整控制電機速度；進一步地，所述電機內設有調速裝置，所述調速裝置包括機架總成、后蓋、螺釘、軸承、格套、磁套總成、前蓋總成、螺釘、調速電機、泥漿渦輪發電機和壓緊塊；進一步地，述泥漿渦輪發電機的轉子為磁耦合裝置，所述磁耦合裝置上設有6個或者4個永磁性材料磁鋼，電機通過皮帶輪傳動方式帶動磁套旋轉，磁套作為牽引裝置帶動泥漿渦輪發電機內部磁軸進行旋轉，從而切割磁力線產生電能；進一步地，所述解碼單元用于檢測所述電機的轉速的波形變化，對波形變化進行解碼，并將解碼后得到的控制信號發送輸出單元；進一步地，所述控制信號由主同步頭、頭字節、數據位和校驗位組成，對應形狀為泥漿渦輪發電機轉速的變化；進一步地，所述主同步頭為握手信號，所述握手信號用于通知井下系統將要進行下傳動作，握手信號格式在整套系統下井前設置，所述頭字節包括指令序號和奇偶校驗位，所述數據位表示要下傳的數據，所述校驗位表示頭字節和數據位的總位數算；進一步地，所述輸出單元為井下系統的工作單元；本專利技術的有益效果如下：1）利用成熟工業控制方法，控制系統搭建容易，電機調速裝置結構簡單，便于維護，可靠性高；2）利用了電磁耦合原理，不需要真正泥漿循環裝置就可以對泥漿渦輪發電機系統和下傳系統進行試驗室聯調測試；3）本裝置系統可以作為泥漿渦輪發電機性能檢測及井下下傳解碼測試的專用設備。附圖說明圖1發電機牽引裝置系統原理示意圖；圖2隨鉆系統下傳指令控制信號示意圖；圖3發電機牽引裝置結構組成B-B剖面示意圖；圖4發電機牽引裝置結構組成P向示意圖；圖5磁耦合裝置結構總成剖面圖；圖6壓緊塊結構示意圖。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細描述。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。相反，本專利技術涵蓋任何由權利要求定義的在本專利技術的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進一步，為了使公眾對本專利技術有更好的了解，在下文對本專利技術的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本專利技術。下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步說明，但不作為對本專利技術的限定。下面為本專利技術的舉出最佳實施例：如圖1-圖6所示，本專利技術提供一種井下泥漿渦輪發電機牽引裝置，所述發電機牽引裝置通過PC機決策產生一個控制指令，并通過串口通訊將此指令發送給PLC；PLC接收到指令后，將指令內容轉變成一系列的驅動脈沖，控制電機動作，實現發電和模擬地面下傳功能，所述發電機牽引裝置包括指令發送單元、變速單元、解碼單元和輸出單元，所述指令發送單元、變速單元、解碼單元和輸出單元依次連接，所述指令發送單元包括PC機和通訊串口，所述PC機通過通訊串口連接變速單元，所述PC機內裝有控制軟件，可決策產生一個控制指令，所述變速單元為PLC，所述PLC包括控制變頻器和電機，所述控制變頻器用于調整控制電機速度，所述電機內設有調速裝置，所述調速裝置包括機架總成、后蓋、螺釘、軸承、格套、磁套總成、前蓋總成、螺釘、調速電機、泥漿渦輪發電機和壓緊塊，所述泥漿渦輪發電機的轉子為磁耦合裝置，所述磁耦合裝置上設有6個或者4個永磁性材料磁鋼，電機通過皮帶輪傳動方式帶動磁套旋轉，磁套作為牽引裝置帶動泥漿渦輪發電機內部磁軸進行旋轉，從而切割磁力線產生電能，所述解碼單元用于檢測所述電機的轉速的波形變化，對波形變化進行解碼，并將解碼后得到的控制信號發送輸出單元，所述控制信號由主同步頭、頭字節、數據位和校驗位組成，對應形狀為泥漿渦輪發電機轉速的變化，所述主同步頭為握手信號，所述握手信號用于通知井下系統將要進行下傳動作，握手信號格式在整套系統下井前設置，所述頭字節包括指令序號和奇偶校驗位，所述數據位表示要下傳的數據，所述校驗位表示頭字節和數據位的總位數算，所述輸出單元為井下系統的工作單元。圖1為模擬流量控制裝置控制原理示意圖，PC機裝有控制軟件，可決策產生一個控制指令，通過串口通訊將此指令發送給PLC，所述PLC為可編程控制器，控制指令可以是圖2所示的數據格式；PLC接收到指令后，控制變頻器實現電機速度調整控制，實現發電和模擬地面下傳功能。圖2為下傳控制信號示意圖，由主同步頭、頭字節、數據位和校驗位組成，對應形狀為泥漿渦輪發電機轉速的變化，主同步頭為握手信號，通知井下系統將要進行下傳動作，握手信號格式應在整套系統下井前設置完畢。頭字節由指令序號+奇偶校驗位組成。數據位表示要下傳的數據，校驗位表示頭字節和數據位的總位數，具體數值根據頭字節及數據位自動計算。井下系統檢測到發電機轉速的波形變化后進行解碼，并將解碼后得到的指令發送給井下系統其它單元，進而實現地面指令下傳通訊功能。圖3和圖4為電機調速裝置結構示意圖，調速裝置由機架總成1、后蓋2、螺釘3、軸承4、格套5、磁套總成6、前蓋總成7、螺釘8、調速電機9、泥漿渦輪發電機10及壓緊塊11組成。圖5為磁耦合牽引裝置結構剖面圖。本專利技術工作原理及流程：PC機具有上位機軟件，將控制指令發送給PLC，PLC根據控制指令控制電機轉速，電機轉速信號輸出格式如圖2所示，井下中控檢測到轉速變化，并將轉速信號進本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種井下泥漿渦輪發電機牽引裝置，其特征在于，所述發電機牽引裝置通過PC機決策產生一個控制指令，并通過串口通訊將此指令發送給PLC；PLC接收到指令后，將指令內容轉變成一系列的驅動脈沖，控制電機動作，實現發電和模擬地面下傳功能。

【技術特征摘要】
1.一種井下泥漿渦輪發電機牽引裝置，其特征在于，所述發電機牽引裝置通過PC機決策產生一個控制指令，并通過串口通訊將此指令發送給PLC；PLC接收到指令后，將指令內容轉變成一系列的驅動脈沖，控制電機動作，實現發電和模擬地面下傳功能。2.根據權利要求1所述的發電機牽引裝置，其特征在于，所述發電機牽引裝置包括指令發送單元、變速單元、解碼單元和輸出單元，所述指令發送單元、變速單元、解碼單元和輸出單元依次連接。3.根據權利要求2所述的發電機牽引裝置，其特征在于，所述指令發送單元包括PC機和通訊串口，所述PC機通過通訊串口連接變速單元，所述PC機內裝有控制軟件，決策產生一個控制指令。4.根據權利要求2所述的發電機牽引裝置，其特征在于，所述變速單元為PLC，所述PLC包括控制變頻器和電機，所述控制變頻器用于調整控制電機速度。5.根據權利要求4所述的發電機牽引裝置，其特征在于，所述電機內設有調速裝置，所述調速裝置包括機架總成、后蓋、螺釘、軸承、格套、磁套總成、前蓋總成、螺釘、調速電機、泥漿渦輪發電機和壓...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉慶波，底青云，王自力，陳文軒，杜建生，何新振，楊永友，張文秀，孫云濤，鄭健，
申請(專利權)人：中國科學院地質與地球物理研究所，
類型：發明
國別省市：北京,11