一种自动转换热源式温差发电装置的制作方法

1.本实用新型属于油田信息化建设技术领域，具体为一种自动转换热源式温差发电装置。


背景技术：

2.油田已基本完成了信息化建设，油水井井口通过示功仪、温度变送器、压力变送器、流量计等将采集到的载荷、温度、压力、流量等数据上传至生产指挥中心，生产指挥中心通过人工判断或自动决策判断油水井工作状态，并进行调控。油田信息化建设大大减轻了采油工劳动强度，提高了生产效率。
3.目前，油水井测控仪表供电主要采用电池或交直流转换，电池在野外环境下寿命短，检换工作量大；交直流转换需要安装转换设备。油田注入水多为热水，温度在40～60℃之间，可以利用注入水与环境温度之间的温差进行发电，供给测控仪表使用。
4.针对油水井测控仪表供电问题，考虑注水流程特点、注入水温度，设计了一种自动转换热源式温差发电装置；并根据季节变化、昼夜更迭设计了热源自动转换方法，提高发电效率，满足油水井地面温度、压力传感器等智能测控仪表用电需求。
5.申请号201811297714.8涉及一种温差式井下发电装置。包括外筒、内筒、发电机构、充电电路、蓄能机构，所述外筒同心式套装在内筒外部，所述内筒和外筒之间形成发电环空，所述发电机构、充电电路、蓄能机构依次连接，全部设置在发电环空内部。利用地层与注入水之间的温度差进行发电，为注水井井下智能配水器及测试仪器供电，实现井下仪器的长期可靠运行；该装置位于井下，与本发明不同。
6.专利号zl200920053836.2涉及一种适用于陶瓷窑炉的高温烟气环境的一种温差发电器件以及温差发电装置。包括温差发电组件、外部环境体系和水路体系。将温差发电片设置在传热管外，传热管的管腔用以流通与传热管外具有一定温差的水介质，解决了温差发电中温差发电芯片冷热两面难以形成比较高、比较稳定压差的问题；该发明热源固定，与本发明不同。
7.申请号201821373251.4涉及到一种车用温差发电系统，包括温差发电器热端面和冷端面，通过所述热端面与车身壳体接触，通过车身壳体的温度加热所述热端面，通过冷端面与车内的冷却回路接触。用电器与温差发电器电连接，用于将所述温差发电器产生的电能转化为其他形式的能；该发明热源固定，与本发明不同。


技术实现要素：

8.实用新型目的：为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种自动转换热源式温差发电装置及其转换方法，解决了充分利用注水井注入水与环境之间温差发电，并自动转换热源的技术问题。
9.技术方案：一种自动转换热源式温差发电装置，包括：
10.注水流程组件，所述注水流程组件的上表面的左侧与两个支架的下表面固定连
接，
11.温差发电组件，所述温差发电组件位于两个支架之间，
12.温压变送器和流量计，所述温压变送器和流量计均设置在注水流程组件的上表面，且依次连接在支架右侧，
13.运动控制模块和电源管理组件，所述运动控制模块和电源管理组件之间通过连接杆相固定，且位于注水流程组件的另一侧。
14.优选地，所述的支架的下表面通过焊接的方式与注水流程组件的上表面相固定，两个支架的相对面均开设有凹槽，位于左侧凹槽内壁的上表面与第一驱动组件的顶部固定连接，所述第一驱动组件的输出轴与螺纹杆的顶端固定连接，所述螺纹杆的底端与凹槽内壁的下表面铰接。
15.所述的螺纹杆的外表面螺纹连接有螺纹帽，所述螺纹帽的右侧面与第二驱动组件的左侧面固定连接，所述第二驱动组件的输出轴与温差发电组件的左侧面固定连接。
16.优选地，所述的温差发电组件包括温差发电板，所述温差发电板的上表面和下表面均粘接有温度传感器，所述温差发电板的左侧面与第二驱动组件的输出轴固定连接。
17.所述的温差发电板的右侧面卡接有旋转组件，所述旋转组件的右侧面与滑动组件的左侧面固定连接，所述滑动组件的顶端和底端均与凹槽内壁的上表面和内壁的下表面固定连接。
18.优选地，所述的旋转组件包括轴承，所述轴承卡接在温差发电板的右侧面，所述轴承内套接有连接轴，所述连接轴的右端与滑动组件的左侧面固定连接。
19.优选地，所述的滑动组件包括滑杆，所述滑杆的顶端与凹槽内壁的上表面固定连接，所述滑杆的底端与凹槽内壁的下表面固定连接，所述滑杆的外表面套接有滑套。
20.所述的滑杆和滑套的形状均为矩形设计，所述注水流程组件为l形设计且设置为圆管。
21.所述的电源管理组件包括电源管理系统，所述电源管理系统的一侧设置有蓄电池，所述电源管理系统和蓄电池的顶部均与注水流程组件的内侧固定连接，所述电源管理系统和蓄电池的下表面固定连接有同一个散热底座。
22.所述的运动控制模块、电源管理系统与温差发电板通过线缆电性连接，所述流量计、温压变送器与电源管理系统或蓄电池通过电缆电性连接。
23.所述的温差发电板上下两面的温度传感器用于测量温差发电板的温度，并将温度数据发动给运动控制模块。
24.所述的运动控制模块根据温度传感器数据判断出高温面，并驱动支架上的第一驱动组件和第二驱动组件进行工作/停止工作。
25.所述的电源管理系统对温差发电板所发的电能进行升降压处理，并传递给温压变送器、流量计或蓄电池。
26.有益效果：本实用新型公开的一种自动转换热源式温差发电装置具有以下有益效果：
27.(1)本实用新型通过形成一种适合注水井地面流程特点的温差发电装置，采用自动转换热源设计，通过温度传感器测量温差发电板两面的温度，并且自动翻转，保证温差发电板高温面与热源接触，从而提高发电效率；
28.(2)本实用新型中发电装置在使用过程中不受季节变化、昼夜轮换限制，全天候发电，且该装置通过支架与注水流程组件连接，不影响正常注水工况；
29.(3)本实用新型中电源管理系统与蓄电池集成化设计，安装方便，同时可以设定季节轮换和昼夜转换模式，采用定时制或全自动模式，充分利用温差来进行发电，十分适用。
附图说明
30.图1为本实用新型立体的结构示意图；
31.图2为本实用新型支架立体的结构示意图；
32.图3为本实用新型支架正视的剖面结构示意图；
33.其中：
34.1—注水流程组件
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2—支架
35.3—温差发电组件
36.31—温差发电板
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32—温度传感器
37.4—第一驱动组件
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5—螺纹杆
38.6—凹槽
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7—螺纹帽
39.8—第二驱动组件
40.9—旋转组件
41.91—连接轴
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92—轴承
42.10—滑动组件
43.101—滑杆
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102—滑套
44.11—温压变送器
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12—流量计
45.13—运动控制模块
46.14—电源管理组件
47.141—蓄电池
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142—电源管理系统、
48.15—散热底座
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16—连接杆。
具体实施方式：
49.下面对本实用新型的具体实施方式详细说明。
50.如图1-3所示，本实用新型提供一种自动转换热源式温差发电装置，包括：
51.注水流程组件1，所述注水流程组件1的上表面的左侧与两个支架2的下表面固定连接，
52.温差发电组件3，所述温差发电组件3位于两个支架2之间，
53.温压变送器11和流量计12，所述温压变送器11和流量计12均设置在注水流程组件1的上表面，且依次连接在支架2右侧，
54.运动控制模块13和电源管理组件14，所述运动控制模块13和电源管理组件13之间通过连接杆16相固定，且位于注水流程组件1的另一侧。
55.支架2的下表面通过焊接的方式与注水流程组件1的上表面相固定，两个支架2的相对面均开设有凹槽6，位于左侧凹槽6内壁的上表面与第一驱动组件4的顶部固定连接，第一驱动组件4的输出轴与螺纹杆5的顶端固定连接，螺纹杆5的底端与凹槽6内壁的下表面铰
接。
56.螺纹杆5的外表面螺纹连接有螺纹帽7，螺纹帽7的右侧面与第二驱动组件8的左侧面固定连接，第二驱动组件8的输出轴与温差发电组件3的左侧面固定连接。
57.进一步，温差发电组件3包括温差发电板31，温差发电板31的上表面和下表面均粘接有温度传感器32，温差发电板31的左侧面与第二驱动组件8的输出轴固定连接。
58.温差发电板31的右侧面卡接有旋转组件9，旋转组件9的右侧面与滑动组件10的左侧面固定连接，滑动组件10的顶端和底端均与凹槽6内壁的上表面和内壁的下表面固定连接。
59.进一步，旋转组件9包括轴承92，通过设置轴承92，第二驱动组件8工作可带动温差发电板31进行旋转时不会晃动且更加稳定，轴承92卡接在温差发电板31的右侧面，轴承92内套接有连接轴91，连接轴91的右端与滑动组件10的左侧面固定连接。
60.进一步，滑动组件10包括滑杆101，滑杆101的顶端与凹槽6内壁的上表面固定连接，滑杆101的底端与凹槽6内壁的下表面固定连接，滑杆101的外表面套接有滑套102，通过滑杆101与滑套102之间的相互配合，第一驱动组件4工作的过程中可带动螺纹杆5旋转，螺纹杆5在旋转的过程中螺纹帽7可带动温差发电板31上下移动，由于滑杆101和滑套102均为矩形设计，滑杆101有效对滑套102进行限位，进一步提高调整温差发电板31上下移动的稳定性。
61.滑杆101和滑套102的形状均为矩形设计，注水流程组件1为l形设计且设置为圆管。
62.进一步，电源管理组件14包括电源管理系统142，电源管理系统142的一侧设置有蓄电池141，电源管理系统142和蓄电池141的顶部均与注水流程组件1的内侧固定连接，电源管理系统142和蓄电池141的下表面固定连接有同一个散热底座15。
63.运动控制模块13、电源管理系统142与温差发电板31通过线缆电性连接，流量计12、温压变送器11与电源管理系统142或蓄电池141通过电缆电性连接。
64.温差发电板31上下两面的温度传感器32用于测量温差发电板31的温度，并将温度数据发动给运动控制模块13。
65.运动控制模块13根据温度传感器32数据判断出高温面，并驱动支架2上的第一驱动组件4和第二驱动组件8进行工作/停止工作。
66.电源管理系统142对温差发电板31所发的电能进行升降压处理，并传递给温压变送器11、流量计12或蓄电池141。
67.本实用新型的温差发电装置采用自动转换热源设计，通过温度传感器测量温差发电板两面的温度，并且自动翻转，保证温差发电板高温面与热源接触，从而提高发电效率，该发电装置在使用过程中不受季节变化、昼夜轮换限制，全天候发电，且该装置通过支架与注水流程组件连接，不影响正常注水工况，电源管理系统与蓄电池集成化设计，安装方便，同时可以设定季节轮换和昼夜转换模式，采用定时制或全自动模式，充分利用温差来进行发电。
68.上面对本实用新型的较佳实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

技术特征：
1.一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于，包括：注水流程组件(1)，所述注水流程组件(1)的上表面的左侧与两个支架(2)的下表面固定连接，温差发电组件(3)，所述温差发电组件(3)位于两个支架(2)之间，温压变送器(11)和流量计(12)，所述温压变送器(11)和流量计(12)均设置在注水流程组件(1)的上表面，且依次连接在支架(2)右侧，运动控制模块(13)和电源管理组件(14)，所述运动控制模块(13)和电源管理组件(14)之间通过连接杆(16)相固定，且位于注水流程组件(1)的另一侧。2.如权利要求1所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述支架(2)的下表面通过焊接的方式与注水流程组件(1)的上表面相固定，两个支架(2)的相对面均开设有凹槽(6)，位于左侧凹槽(6)内壁的上表面与第一驱动组件(4)的顶部固定连接，所述第一驱动组件(4)的输出轴与螺纹杆(5)的顶端固定连接，所述螺纹杆(5)的底端与凹槽(6)内壁的下表面铰接。3.如权利要求2所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述螺纹杆(5)的外表面螺纹连接有螺纹帽(7)，所述螺纹帽(7)的右侧面与第二驱动组件(8)的左侧面固定连接，所述第二驱动组件(8)的输出轴与温差发电组件(3)的左侧面固定连接。4.如权利要求1所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述温差发电组件(3)包括温差发电板(31)，所述温差发电板(31)的上表面和下表面均粘接有温度传感器(32)，所述温差发电板(31)的左侧面与第二驱动组件(8)的输出轴固定连接。5.如权利要求4所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述温差发电板(31)的右侧面卡接有旋转组件(9)，所述旋转组件(9)的右侧面与滑动组件(10)的左侧面固定连接，所述滑动组件(10)的顶端和底端均与凹槽(6)内壁的上表面和内壁的下表面固定连接。6.如权利要求5所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述旋转组件(9)包括轴承(92)，所述轴承(92)卡接在温差发电板(31)的右侧面，所述轴承(92)内套接有连接轴(91)，所述连接轴(91)的右端与滑动组件(10)的左侧面固定连接。7.如权利要求5或6所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述滑动组件(10)包括滑杆(101)，所述滑杆(101)的顶端与凹槽(6)内壁的上表面固定连接，所述滑杆(101)的底端与凹槽(6)内壁的下表面固定连接，所述滑杆(101)的外表面套接有滑套(102)。8.如权利要求7所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述滑杆(101)和滑套(102)的形状均为矩形设计，所述注水流程组件(1)为l形设计且设置为圆管。9.如权利要求1所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述电源管理组件(14)包括电源管理系统(142)，所述电源管理系统(142)的一侧设置有蓄电池(141)，所述电源管理系统(142)和蓄电池(141)的顶部均与注水流程组件(1)的内侧固定连接，所述电源管理系统(142)和蓄电池(141)的下表面固定连接有同一个散热底座(15)。10.如权利要求9所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述电源管理系统(142)、运动控制模块(13)与温差发电板(31)通过线缆电性连接，所述流量计(12)、温压变送器(11)与电源管理系统(142)或蓄电池(141)通过电缆电性连接。
11.如权利要求4所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述温差发电板(31)上下两面的温度传感器(32)用于测量温差发电板(31)的温度，并将温度数据发动给运动控制模块(13)。12.如权利要求11所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述运动控制模块(13)根据温度传感器(32)数据判断出高温面，并驱动支架(2)上的第一驱动组件(4)和第二驱动组件(8)进行工作/停止工作。13.如权利要求9所述的一种自动转换热源式温差发电装置，其特征在于：所述电源管理系统(142)对温差发电板(31)所发的电能进行升降压处理，并传递给温压变送器(11)、流量计(12)或蓄电池(141)。

技术总结
本实用新型涉及一种自动转换热源式温差发电装置，其包括注水流程组件，所述注水流程组件的上表面的左侧与两个支架的下表面固定连接，温差发电组件，所述温差发电组件位于两个支架之间，温压变送器和流量计，所述温压变送器和流量计均设置在注水流程组件的上表面，且依次连接在支架右侧，运动控制模块和电源管理组件，所述运动控制模块和电源管理组件之间通过连接杆相固定，且位于注水流程组件的另一侧。本实用新型中发电装置在使用过程中不受季节变化、昼夜轮换限制，全天候发电，且该装置通过支架与注水流程组件连接，不影响正常注水工况。况。况。


技术研发人员：张凯 王聪 郭慧 王鹏飞 王鹏 谭云贤 张紫檀 张小玫
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：2021.07.06
技术公布日：2022/3/8