CN110761777A - 一种用于测井的脉冲发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测井的脉冲发生器，涉及随钻测井技术领域，包括:钻铤以及设置于钻铤内第一分流器、电子骨架、第二分流器、泥浆脉冲器和第三分流器，电子骨架与钻铤之间形成供泥浆流过的第一环空，泥浆脉冲器与钻铤之间形成供泥浆流过的第二环空，其中，第一分流器设置有供泥浆流过并与第一环空连通的第一通道；第二分流器设置有供泥浆流过并与第一环空和第二环空连通的第二通道；第三分流器设置有供泥浆流过并与第二环空连通的第三通道。本发明实施例提供的脉冲器不改变泥浆的流通路径，从而减少泥浆流通过程中的阻力，降低泥浆的压降，提升了信噪比，有利于地面检波解析。

Description

一种用于测井的脉冲发生器

技术领域

本发明涉及随钻测井技术领域，更具体地，涉及一种用于测井的脉冲发生器。

背景技术

在钻进过程中，井下测量传感器测得工程参数及地层参数。将这些测得的参数，通过数据编码器，转换为数字信号。数字信号经过控制电路调制，调制后的控制信号将传递给驱动电路。驱动电路驱动控制电动机运动，电动机按着控制电路给定的控制信号进行运动，带动泥浆脉冲发生器转子旋转或摆动，脉冲发生器的定转子剪切流经的流体，产生脉冲压力信号。这些脉冲压力信号，经过钻杆传输到地面立管上，数据采集系统对地面立管上压力传感器进行压力信号采集；通过解调系统对井下的压力信号进行解析，传输上来的泥浆脉冲信号转换为井下工程参数和地层参数。

常规脉冲发生器内部需要形成走线的过线通道。为了形成过线通道一般需要流道转换接头，流道转换接头将脉冲发生器内部的环空流道改变成电子骨架与仪器本体之间的中空流道。泥浆的流通路径转化的过程中，增加泥浆流通个阻力，导致泥浆的压力降低，进而降低了信噪比，不利于地面检波解析。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于测井的脉冲发生器，泥浆的流通路径在脉冲器内不发生改变，降低了泥浆在流通过程中的压降。

本发明实施例提供的用于测井的脉冲发生器包括:钻铤以及设置于钻铤内第一分流器、电子骨架、第二分流器、泥浆脉冲器和第三分流器；第一分流器、电子骨架、第二分流器和泥浆脉冲器的端部依次连接，电子骨架与钻铤之间形成供泥浆流过的第一环空，泥浆脉冲器与钻铤之间形成供泥浆流过的第二环空，其中，

第一分流器设置于钻铤的一端，第一分流器设置有供泥浆流过并与第一环空连通的第一通道；

第二分流器设置有供泥浆流过并与第一环空和第二环空连通的第二通道；

第三分流器设置于钻铤的另一端，第三分流器设置有供泥浆流过并与第二环空连通的第三通道。

本发明实施例通过设置第一分流器、第二分流器和第三分流器，使得泥浆能够从电子骨架与钻铤之间形成第一环空和泥浆脉冲器与钻铤之间形成的第二环空流过到达泥浆脉冲的转子，在此过程中不改变泥浆的流通路径，从而减少泥浆流通过程中的阻力，降低泥浆的压降，提升了信噪比，有利于地面检波解析。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明一示例性实施例提供的脉冲发生器的结构图；

图2为与图1剖面方向垂直的脉冲发生器的局部结构图；

图3为图1所示的第一分流器位置的局部放大图；

图4为图3所示的A－A位置的剖面图；

图5为图1所示的第二分流器位置的局部放大图；

图6为图1所示的第三分流器位置的局部放大图；

图7为图2所示的B－B位置的剖面图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在一示例性实施例中，本发明实施例提供了一种脉冲发生器10，脉冲发生器10用于在测井中产生脉冲信号，如图1所示，包括:钻铤100以及设置于钻铤100内第一分流器200、电子骨架300、第二分流器400、泥浆脉冲器500和第三分流器600。

钻铤100用于为钻头提供压力并传递扭矩，同时对内部的电子元件进行保护。具体的，如图1和图3所示，钻铤100为近似圆柱状的中空结构。钻铤100两端设置第一接头101和第二接头102，其中第一接头101和第二接头102均为母接头，第一接头101用于与相邻的短节相连，第二接头102与接头转换短节800相连。位于第一接头101和第二接头102之间位置的钻铤壁加厚，钻铤100内部形成第一台阶150，即钻铤100位于两个接头之间的位置的内径小于两端。第一台阶150靠近第一接头101的端部形成与第一分流器200连接的上座卡。

第一分流器200、电子骨架300、第二分流器400和泥浆脉冲器500的端部依次连接。第一分流器200卡座在钻铤100内部第一台阶150的端部，使得电子骨架300、第二分流器400和泥浆脉冲器500悬挂在钻铤100内部。这种悬挂设计便于电子骨架300、第二分流器400和泥浆脉冲器500的安装，同时第一分流器200、电子骨架300、第二分流器400和泥浆脉冲器500拔出后液力件可直接暴露在维保人员前，便于维护.此处的液力件至少包括仪器骨架和钻铤100之间的密封圈。第一分流器200设置有供泥浆流过的第一通道230。具体的，如图1、图3和图4所示，第一分流器200包括第一本体210和第一连接部220，第一连接部220沿钻铤100的轴线设置于第一本体210的两端。第一本体210与第一台阶150通过止口卡接在钻铤100靠近第一接头101的一端。第一本体210上可以设置凸止口，第一台阶150上设置与凸止口配合的凹止口，在钻铤100上设置供限位销穿过的通孔，第一本体210通过限位销限位在钻铤100内部。第一本体210的侧壁与钻铤100内壁密封接触。第一本体210上设置第一通道230，泥浆可经第一通道230流入电子骨架300与钻铤100之间形成供泥浆流过的第一环空310。第一通道230为沿钻铤100轴线方向设置的通孔，通孔可以为多个并绕钻铤100轴线周向排布。如图4所示，在本实施例中为三个。通孔的横截面为扇形。第一连接部220远离第一接头101的端部与电子骨架300连接，其连接方式为螺纹连接。需要说明的是，第一分流器200对于钻铤100的连接方式不局限于本实施例所列举，也可以采用螺纹连接。

电子骨架300与第一分流器200的第一连接部220远离第一接头101的端部与电子骨架300螺纹连接。电子骨架300上安装电路板和电子元器件以及导线，主要用于信号处理。如图5所示，电子骨架保护筒320与钻铤100之间形成第一环空310，第一环空310供泥浆流过。

第二分流器400与电子骨架300远离第一分流器200的端部连接，第二分流器400的侧壁与钻铤100密封连接，并在第二分流器400上设置第二通道430，第二通道430可以连通第一环空310和泥浆脉冲器500与钻铤100之间的第二环空510。具体的，如图1、2和5所示，第二分流器400包括第二本体410和第二连接部420，第二连接部420沿钻铤100轴线设置于第二本体410的两端。第二本体410的侧壁与钻铤100密封接触，第二本体410上设置第二通道430，泥浆可以从第一环空310经第二通道430进入第二环空510。第二通道430为沿钻铤100轴线方向设置的通孔，通孔可以为多个并绕钻铤100轴线周向排布。如图7所示，在本实施例中为两个。通孔为弯曲的腰型孔。第二连接部420的一端与电子骨架300螺纹连接，另一端与泥浆脉冲器500连接。可选的，第二连接部420与泥浆脉冲器500的连接端可以设置快选螺母，泥浆脉冲器500通过快旋螺母与第二连接部420连接。

泥浆脉冲器500用于将井下测量传感器测得工程参数及地层参数转化为泥浆脉冲信号。泥浆脉冲器500与第二分流器400的第二连接部420螺纹连接，泥浆脉冲器500与钻铤100之间形成第二环空510。

第三分流器600设置于钻铤100靠近第二接头102的端部，第三分流器600包括第三通道630，第三通道630与第二环空510连通。第三分流器600的侧壁与钻铤100密封接触。具体的，如图1、2和6所示，第三分流器600包括第三本体610和第三连接部620，第三连接部620设置于第三本体610远离泥浆脉冲器500一端。第三本体610的远离泥浆脉冲器500的端部设置第二台阶611，第二台阶611可以与第一台阶150远离第一接头101的端部相抵，即第三本体610除第二台阶611的位置可以嵌入到第一台阶150围成的中空内。第二台阶611设置有沿钻铤100轴线方向延伸的安装孔612，第一台阶150的与第二台阶611配合的端面设置螺纹孔，第三本体610通过穿过安装孔612的螺栓固定在钻铤100内。第三通道630设置为沿钻铤100轴线方向设置的通孔，通孔可以为多个并绕钻铤100轴线周向排布。如图7所示，在本实施例中为两个。通孔为弯曲的腰型孔。第三连接部620的端部与接头转换短节800内设置连接件810的端部螺纹连接。

本发明实施例通过设置第一分流器200、第二分流器400和第三分流器600，使得泥浆的能够从电子骨架300与钻铤100之间形成第一环空310和泥浆脉冲器500与钻铤100之间形成的第二环空510流过到达泥浆脉冲的转子，在此过程中不改变泥浆的流通路径，从而减少泥浆流通过程中的阻力，降低泥浆的压降，提升了信噪比，有利于地面检波解析。

脉冲发生器10内部，电子骨架300需要与泥浆脉冲器500进行通信，同时电子骨架300也需要与位于脉冲发生器10上部和下部的短节进行电连接，所以脉冲发生器10内部需要形成过线通道。在一示例性实施例中，第一分流器200、第二分流器400和第三分流器600上设置有用于线缆穿过的过线通道，并且过线通道与脉冲发生器10内的泥浆通道相分离。即过线通道独立的通道。

过线通道包括沿钻铤100的轴线贯穿第一分流器200的第一过线孔240，第一分流器200远离电子骨架300的一端连接适配头900，适配头900和电子骨架300之间的连接线缆穿过第一过线孔240。具体的，如图3所示，脉冲发生器10通过适配头900与位于脉冲发生器10上部的短节电连接。第一分流器200包括沿轴线贯穿第一连接部220的第一过线孔240。第一连接部220与适配头900配合的端部设置第一单芯插件250，如图3所示，第一单芯插件250的左端与适配头900插接，第一单芯插件250的右端与线缆连接，线缆穿过第一过线孔240。可选的，第一连接部220与电子骨架300的连接端通过转换接头700连接，过线通道还包括沿轴线贯穿转换接头700的第六过线孔710。也就是说，第一分流器200和电子骨架300之间通过转换接头700连接，转换接头700分别与第一分流器200和第二分流器400密封连接。

电子骨架300需要向泥浆脉冲器500发送调制信号，电子骨架300和泥浆脉冲器500之间需要通过线缆连接。因此，过线通道包括沿轴线贯穿第二分流器400的第二过线孔440。具体的，如图5所示，第二过线孔440沿钻铤100的轴线贯穿第二连接部420。第二连接部420与电子骨架300连接端的外壁套接在电子骨架保护筒320内，并在第二连接部420与电子骨架300连接端的外壁设置第一密封槽421，第一密封槽421内设置第一密封圈。第二连接部420与电子骨架300连接端的端面与电子骨架300内部连接端通过螺栓连接。第二连接部420与泥浆脉冲器500连接端设置第一多芯插头470，第一多芯插头470的一端连接电子骨架300，另一端与泥浆脉冲器500的第二多芯插头520插接。

进一步的，第二分流器400与泥浆脉冲器500连接端的外壁上套设有密封筒460，密封筒460分别与第二分流器400和泥浆脉冲器500密封连接。具体的，密封筒460套设于第二连接部420和泥浆脉冲器500外侧，密封筒460分别与第二连接部420和泥浆脉冲器500密封连接，可选的，第二连接部420与泥浆脉冲器500连接端的外壁设置第二密封槽422，泥浆脉冲器500与第二连接部420连接端外壁设置第三密封槽530，密封筒460通过设置于第二密封槽422内的第二密封圈和第三密封槽530内的第三密封圈密封连接，密封筒460为第二连接部420和泥浆脉冲器500的连接位置提供良好的密封环境。

电子骨架300还需要通过线缆与下一节短节电连接，所以，过线通道包括设置于第二分流器400并与第二分流器400侧壁和第二过线孔440连通的第三过线孔450，钻铤100设置有与第三过线孔450连通的第一径向孔110和与第一径向孔110连通并沿轴线方向延伸的轴向通道。具体的，如图2和图5所示，第三过线孔450为沿第二本体410径向设置的通孔，第三过线孔450的一端与钻铤100上设置的第一径向孔110连通，第一径向孔110与设置于钻铤100上并沿轴线方向延伸的轴向通道120连通。电子骨架300与下一节的通信的线缆通过第三过线孔450、第一径向孔110和轴线通道120引出到第三分流器600。轴线通道120设置在第一台阶150内，轴线通道120的宽度小于第一台阶150的厚度。第一径向孔110远离第二分流器400的端口设置密封该端口的丝堵111。第三过线孔450的另一端与设置于钻铤100上的第三径向孔连通，第三径向孔远离第二分流器400的端口设置第一盖板130。测试数据棒通过第三过线孔450的另一端插入到第二分流器400内。可选的，如图5所示，在第二本体410位于第三过线孔450的两侧设置第四密封槽411，第二本体410通过设置于第四密封槽411内的第四密封圈与钻铤100密封接触。第四密封圈可以防止泥浆进入过线通道，造成钻铤100内电子设备短路。

电子骨架300与下一短节的连接线缆通过轴向通道120引出到第三分流器600，过线通道包括沿轴线设置第四过线孔640和第五过线孔650，第四过线孔640至少贯通第三分流器600远离泥浆脉冲器500一端，第五过线孔650与第四过线孔640和第三分流器600侧壁连通，钻铤100上设置第二径向孔140，第五过线孔650通过第二径向孔140与轴向通道连通。具体的，如图2、6和7所示，过线通道包括沿轴线设置并贯通第三本体610和第三连接部620的第四过线孔640，第四过线孔640靠近泥浆脉冲器500的端口用密封塞密封。轴线通道120内的线缆通过第二径向孔140和第五过线孔650引入到第四过线孔640内。第五过线孔650为倾斜的孔，第五过线孔650向远离钻铤100轴线并靠近泥浆脉冲器500的方向延伸。第二径向孔140远离第三分流器600的端口设置密封盖端口的第二盖板141。可选的，第三分流器600的侧壁设置第五密封槽660，第五密封槽660位于第五过线孔650位于第三分流器600侧壁端口沿钻铤100轴线方向的两侧。第三分流器600可以通过设置于第五密封槽660内的第五密封圈与钻铤100内壁密封接触。

本发明实施例中，电子骨架300可以通过穿过第二过线孔440的线缆与泥浆脉冲器500电连接，电子骨架300与相邻短节可以通过穿过第一过线孔240、第三过线孔450、轴线通道120以及第四过线孔640的线缆连接。过线通道的结构简单，便于维护。

钻铤100的第一接头101与第二接头102均为母接头，与其邻近的短节也是母接头，所以需要将钻铤100的一个接头转换为公接头，并且该转换头需要具有通信功能。在一示例性实施例中，脉冲发生器10还包括接头转换短节800，接头转换短节800设置于钻铤100靠近第三分流器600的一端，接头转换短节800内设置连接件810，连接件810与接头转换短节800的壳体之间形成第三环空820，第三分流器600远离泥浆脉冲器500的一端与连接件810连接，第三通道630与第三环空820连通，电子骨架300和下一短节通信的线缆与连接件810电连接。具体的，如图1和图6所示，接头转换短节800两端为公接头，接头转换短节800内设置连接件810，连接件810与接头转换短节800的壳体形成与第三通道630连通的第三环空820，泥浆可以通过第三环空820流入到下一个短节。第三连接部620与连接件810螺纹连接，第一连接部220与连接件810的连接端设置第二单芯插件670，第二单芯插件670插入到连接件810内。连接件810的远离第三分流器600的一端与相邻短节的适配头硬连接。

在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (11)

1.一种用于测井的脉冲发生器，其特征在于，包括:钻铤以及设置于钻铤内第一分流器、电子骨架、第二分流器、泥浆脉冲器和第三分流器；所述第一分流器、电子骨架、第二分流器和泥浆脉冲器的端部依次连接，所述电子骨架与钻铤之间形成供泥浆流过的第一环空，所述泥浆脉冲器与钻铤之间形成供泥浆流过第二环空，其中，

所述第一分流器设置于所述钻铤的一端，所述第一分流器设置有供泥浆流过并与第一环空连通的第一通道；

所述第二分流器设置有供泥浆流过并与第一环空和第二环空连通的第二通道；

所述第三分流器设置于所述钻铤的另一端，所述第三分流器设置有供泥浆流过并与第二环空连通的第三通道。

2.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其特征在于：所述电子骨架、第二分流器和泥浆脉冲器通过所述第一分流器悬挂在所述钻铤内。

3.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其特征在于：所述第一分流器与所述钻铤止口连接。

4.根据权利要求1所述的脉冲发生器，其特征在于：所述第一通道、第二通道和第三通道均为多个并且均绕所述钻铤的轴线周向排布。

5.根据权利要求1-4任一项所述的脉冲发生器，其特征在于：所述第一分流器、第二分流器和第三分流器上设置有用于线缆穿过的过线通道，所述过线通道与脉冲发生器内的泥浆通道相分离。

6.根据权利要求5所述的脉冲发生器，其特征在于：所述过线通道包括沿所述钻铤的轴线贯穿所述第一分流器的第一过线孔，所述第一分流器远离电子骨架的一端连接适配头，所述适配头和电子骨架之间的连接线缆穿过第一过线孔。

7.根据权利要求6所述的脉冲发生器，其特征在于：所述过线通道包括沿所述轴线贯穿所述第二分流器的第二过线孔，所述电子骨架和脉冲器之间的连接线缆穿过所述第二过线孔。

8.根据权利要求7所述的脉冲发生器，其特征在于：所述过线通道包括设置于第二分流器并与第二分流器侧壁和第二过线孔连通的第三过线孔，所述钻铤设置有与第三过线孔连通的第一径向孔和与所述第一径向孔连通并沿所述轴线方向延伸的轴向通道。

9.根据权利要求8所述的脉冲发生器，其特征在于：所述过线通道包括沿所述轴线设置并至少贯通所述第三分流器远离泥浆脉冲器一端的第四过线孔，以及与所述第四过线孔和第三分流器侧壁连通的第五过线孔，所述钻铤上设置第二径向孔，所述第五过线孔通过第二径向孔与所述轴向通道连通。

10.根据权利要求9所述的脉冲发生器，其特征在于：还包括接头转换短节，所述接头转换短节设置于所述钻铤靠近第三分流器的一端，所述接头转换短节内设置连接件，所述连接件与接头转换短节的壳体之间形成第三环空，所述第三分流器远离泥浆脉冲器的一端与连接件连接，所述第三通道与第三环空连通，所述电子骨架通过线缆与连接件电连接。

11.根据权利要求6所述的脉冲发生器，其特征在于：所述第一分流器和电子骨架之间通过转换接头连接，所述过线通道还包括沿轴线贯穿转换接头的第六过线孔。

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