CN103545979A - 高温伺服电机脉冲器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温伺服电机脉冲器。其技术方案是伺服电机通过耦合器的连接，带动连接在耦合器的电机丝杆传动，电机丝杆的一端通过脉冲发生器螺母连接固定，接触球角轴安装在电机丝杆中部，将伺服电机的旋转运动转换为上下运动，所述接触球角轴与下轴承板之间安设有脉冲发生器返回弹簧，接触球角轴与滚珠轴承连接，脉冲发生器耦合器与滚珠丝杠配置器连接，将接触球角轴的上下运动传递给顶置轴，所述的顶置轴与脉冲发生器轴连接，脉冲发生器轴的输出端活动连接顶头。有益效果是：高温伺服电机脉冲器稳定性好、性能可靠；由于改为伺服电机就不会产生电子元器件的耐温、寿命短等一些固有的缺点。整体抗震性好，维修方便、成本低。

Description

高温伺服电机脉冲器
技术领域
本发明涉及一种脉冲发生装置，特别涉及一种高温伺服电机脉冲器。
背景技术
    目前现有的脉冲器大部分都在依靠锂电池在井下供电给脉冲器内的电磁阀来进行工作。随着钻井的钻进深度不断增加，井下温度也会提高，深井中的高温环境，将使得电磁阀的性能和寿命都大幅度降低，从而导致仪器信号传输不稳定或是无信号，造成井队濒繁起下钻。导致钻井成本增加。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种高温伺服电机脉冲器，解决了高温环境下的各种复杂工况。
其技术方案是包括耦合器、脉冲发生器螺母、下轴承板、脉冲发生器返回弹簧、接触球角轴、滚珠轴承、脉冲发生器耦合器、滚珠丝杠配置器、减振环、顶置轴、顶头、减震环、油脂套、脉冲发生器活塞、电机丝杠和脉冲发生器轴，伺服电机通过耦合器的连接，带动连接在耦合器的电机丝杆传动，电机丝杆的一端通过脉冲发生器螺母连接固定，下轴承板用来支撑和保护电机丝杆，接触球角轴安装在电机丝杆中部，将伺服电机的旋转运动转换为上下运动，所述接触球角轴与下轴承板之间安设有脉冲发生器返回弹簧，接触球角轴与滚珠轴承连接，滚珠丝杠配置器与滚珠轴承通过厚活塞套并联在一起，脉冲发生器耦合器与滚珠丝杠配置器连接，将接触球角轴的上下运动传递给顶置轴，所述的顶置轴与脉冲发生器轴连接，脉冲发生器轴外侧设有脉冲发生器活塞，脉冲发生器活塞与脉冲发生器轴之间设有油脂套，脉冲发生器轴的输出端活动连接顶头。
上述的脉冲发生器轴的输出端通过减震环连接顶头。
上述的顶置轴处设有减振环。
上述的脉冲发生器活塞的端部为阶梯状结构，与油脂套的阶梯状结构相配合。
本发明的有益效果具体如下：
A、高温伺服电机脉冲器稳定性好、性能可靠；
1、    脉冲器电磁阀部分改为伺服电机后相比原有的电磁阀式的控制形式上使脉冲器工作平稳、力矩输出稳定，从而具有良好的稳定性；
2、    伺服电机替代电磁阀，这样降低了在脉冲器内部体积的占用率，同时缩小了脉冲器体积，降低了脉冲器的运输费用；
B、由于改为伺服电机就不会产生电子元器件的耐温、寿命短等一些固有的缺点；
  1、采用电机内部全密封油液冷却使电机线圈耐温性和润滑性能大大增强； 
  2、油液润滑、活塞运动增强脉冲器的耐磨性能，使用寿命长；
C、整体抗震性好
由于整个脉冲器内全部改为经过处理的金属材质，使脉冲器与内部零件及伺服电机组装时只依靠高温密封的橡胶制品和丝扣连接，整体的密封和抗震系数基本等同，这样就大大提高整体的抗震性能；
D、维修方便、成本低。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
上图中：耦合器1、脉冲发生器螺母2、下轴承板3、脉冲发生器返回弹簧4、接触球角轴5、滚珠轴承6、脉冲发生器耦合器7、滚珠丝杠配置器8、减振环9、顶置轴10、顶头11、减震环12、油脂套13、脉冲发生器活塞14、电机丝杠15、脉冲发生器轴16。
具体实施方式
    结合附图，对本发明作进一步的描述：
本发明包括耦合器1、脉冲发生器螺母2、下轴承板3、脉冲发生器返回弹簧4、接触球角轴5、滚珠轴承6、脉冲发生器耦合器7、滚珠丝杠配置器8、减振环9、顶置轴10、顶头11、减震环12、油脂套13、脉冲发生器活塞14、电机丝杠15和脉冲发生器轴16，伺服电机17通过耦合器1的连接，带动连接在耦合器1的电机丝杆15传动，电机丝杆15的一端通过脉冲发生器螺母2连接固定，下轴承板3用来支撑和保护电机丝杆15，接触球角轴5安装在电机丝杆15中部，将伺服电机的旋转运动转换为上下运动，所述接触球角轴5与下轴承板3之间安设有脉冲发生器返回弹簧4，接触球角轴5与滚珠轴承6连接，滚珠丝杠配置器8与滚珠轴承6通过厚活塞套并联在一起，脉冲发生器耦合器7与滚珠丝杠配置器8连接，将接触球角轴5的上下运动传递给顶置轴10，所述的顶置轴10与脉冲发生器轴16连接，脉冲发生器轴16外侧设有脉冲发生器活塞14，脉冲发生器活塞14与脉冲发生器轴16之间设有油脂套13，脉冲发生器轴16的输出端活动连接顶头11。
其中，脉冲发生器轴16的输出端通过减震环12连接顶头11，顶置轴10处设有减振环9。整个脉冲器内全部改为金属材质，使脉冲器与内部零件及伺服电机组装时只依靠高温密封的橡胶制品和丝扣连接。
脉冲发生器活塞14的端部为阶梯状结构，与油脂套13的阶梯状结构相配合。
本发明是将电池短节供电给伺服电机17，伺服电机电动脉冲；
1）耦合器的作用是调整力度和伺服电机的转速大小；
2）脉冲发生器的螺母用来连接电机丝杠15；
3）下轴承板与上轴承套用，为了保护电机丝杠15；
4）脉冲发生器返回弹簧，主要承载作用力，减少作用力对接触球角轴的损伤；
5）接触球角轴，作用是将脉冲发生器的旋转运动转换为上下运动，从而改变泥浆的流量与压力；
6）滚珠轴承，其作用就是承受泥浆较大的压力，与流量的冲击；
7）脉冲发生器耦合器，是将接触球角轴的上下运动传递给顶置轴，使顶置轴做上下运动；
8）电机丝杠配置器，是将脉冲发生器并联在电机丝杠上；
9）减振环，它位于顶置轴处，为了起减震的作用；
10）顶置轴，传导接触球角轴的上下运动，改变原先的旋转运动为上下运动；
11）顶头，是减少泥浆的流动阻力；
12）减震环，缓冲泥浆的震动对脉冲发生器的损伤；
13）油脂套，用来密封脉冲发生器的脉冲头活塞；
14）脉冲发生器活塞，是通过顶置轴的上下运动进行活动；
15）电机丝杠的作用传递旋转作用力，
16）脉冲发生器轴。
本发明完全解决了高温环境下的各种复杂工况。通过伺服电机的平稳运转带动电机丝杠有规律的旋转，电机丝杠、接触球角轴间在旋转过程中形成泥浆压力波。压力波通过泥浆传输压力信号至地面进行解码。旋转阀有“开”、“关”两个位置。开、关的变化改变浆流道在此的截面积。不发脉冲时，脉冲发生器处在“开”的位置。发脉冲时，脉冲发生器处在“关”的位置。在“关”的位置时，泥浆的流动受到了阻碍，从而引起钻柱内部的泥浆压力的升高。该压力的升高值为脉冲器所产生的压力波幅值。井下探管测量井下数据，转换成电压脉冲码给功率驱动器，功率驱动器驱动旋转阀脉冲器产生泥浆压力脉冲，泥浆压力脉冲传到地面，地面检测此压力脉冲，还原数据。
使用金属材质对脉冲内部信号发生器进行改进，脉冲产生信号后，通过钻井液性能、地层改变或进尺速度等对信号影响较大的因素进行自动校正，使信号的强度和稳定性进一步加强。
本发明的优势是：
A、高温伺服电机脉冲器稳定性好、性能可靠；
1、 脉冲器电磁阀部分改为伺服电机后相比原有的电磁阀式的控制形式上使脉冲器工作平稳、力矩输出稳定，从而具有良好的稳定性；
2、 伺服电机替代电磁阀，这样降低了在脉冲器内部体积的占用率，同时缩小了脉冲器体积，降低了脉冲器的运输费用；
B、由于改为伺服电机就不会产生电子元器件的耐温、寿命短等一些固有的缺点；
  1、采用电机内部全密封油液冷却使电机线圈耐温性和润滑性能大大增强； 
  2、油液润滑、活塞运动增强脉冲器的耐磨性能，使用寿命长；
C、整体抗震性好
   由于整个脉冲器内全部改为经过处理的金属材质，使脉冲器与内部零件及伺服电机组装时只依靠高温密封的橡胶制品和丝扣连接，整体的密封和抗震系数基本等同，这样就大大提高整体的抗震性能；
D、维修方便、成本低。

Claims (4)

1.一种高温伺服电机脉冲器，其特征是：包括耦合器（1）、脉冲发生器螺母（2）、下轴承板（3）、脉冲发生器返回弹簧（4）、接触球角轴（5）、滚珠轴承（6）、脉冲发生器耦合器（7）、滚珠丝杠配置器（8）、顶置轴（10）、顶头（11）、油脂套（13）、脉冲发生器活塞（14）、电机丝杠（15）和脉冲发生器轴（16），伺服电机17通过耦合器（1）的连接，带动连接在耦合器（1）的电机丝杆（15）传动，电机丝杆（15）的一端通过脉冲发生器螺母（2）连接固定，下轴承板（3）用来支撑和保护电机丝杆（15），接触球角轴（5）安装在电机丝杆（15）中部，将伺服电机的旋转运动转换为上下运动，所述接触球角轴（5）与下轴承板（3）之间安设有脉冲发生器返回弹簧（4），接触球角轴（5）与滚珠轴承（6）连接，滚珠丝杠配置器（8）与滚珠轴承（6）通过厚活塞套并联在一起，脉冲发生器耦合器（7）与滚珠丝杠配置器（8）连接，将接触球角轴（5）的上下运动传递给顶置轴（10），所述的顶置轴（10）与脉冲发生器轴（16）连接，脉冲发生器轴（16）外侧设有脉冲发生器活塞（14），脉冲发生器活塞（14）与脉冲发生器轴（16）之间设有油脂套（13），脉冲发生器轴（16）的输出端活动连接顶头（11）。
2.根据权利要求1所述的高温伺服电机脉冲器，其特征是：所述的脉冲发生器轴（16）的输出端通过减震环（12）连接顶头（11）。
3.根据权利要求1所述的高温伺服电机脉冲器，其特征是：所述的顶置轴（10）处设有减振环（9）。
4.根据权利要求1所述的高温伺服电机脉冲器，其特征是：所述的脉冲发生器活塞（14）的端部为阶梯状结构，与油脂套（13）的阶梯状结构相配合。
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