【摘 要】
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针对智能分层注水测调技术中电缆或电池供电存在的可靠性和成本等问题,考虑到注水井有流体注入,具备发电机动力来源,有必要对注水井井下自发电技术展开研究,因此本文设计了一种用于注水井井下设备供电的涡轮发电机,有利于简化测调系统的结构、提高可靠性、实现智能注水,使油田在降低成本的同时增产增收。通过对可偏置式涡轮发电机和SlimPulse井下泥浆涡轮发电机的结构进行比较,并结合注水井的特殊工作情况对注水井井
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针对智能分层注水测调技术中电缆或电池供电存在的可靠性和成本等问题,考虑到注水井有流体注入,具备发电机动力来源,有必要对注水井井下自发电技术展开研究,因此本文设计了一种用于注水井井下设备供电的涡轮发电机,有利于简化测调系统的结构、提高可靠性、实现智能注水,使油田在降低成本的同时增产增收。通过对可偏置式涡轮发电机和SlimPulse井下泥浆涡轮发电机的结构进行比较,并结合注水井的特殊工作情况对注水井井下发电机进行了研究和结构设计,设计出了适合注水井使用的偏心涡轮发电机结构,实现了在注水井偏心通道中利用注水井液体发电为注水井井下测调仪器供电的目的。对涡轮部分和发电机部分的结构尺寸进行计算,在满足了要求条件的情况下,计算出涡轮、发电机定转子结构几何尺寸。在结构设计的基础上,运用了COMSOL软件的流体模块对涡轮流道进行仿真分析,通过对涡轮的叶片数、螺旋升角和叶高进行分析,得到了它们对轴向力、扭矩、压降、水力效率的影响关系,经过对比分析,得出了较优的涡轮尺寸结构数据。同时利用COMSOL软件对发电机进行二维磁场分析,针对不同的永磁铁、定子线圈、气隙尺寸进行建模和仿真,分析了尺寸变化对磁通密度、磁力矩、定子损耗、转子损耗的影响,并得出了较优的发电机尺寸结构数据,通过仿真验证了最后的理论数据可以满足设计要求。本论文对注水井涡轮发电机的进一步研究具有指导意义。
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