CN112096372B - 一种无线随钻测量仪发电控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无线随钻测量仪技术领域，具体是一种无线随钻测量仪发电控制装置,发电控制装置自左向右包括相互串联的脉冲器钻铤、发电机钻铤和中控钻铤，脉冲器钻铤内设有脉冲器（1），发电机钻铤内设有泥浆发电机（2）和七芯滑环（3），中控钻铤内设有中控单元（4）；发电机用于将压力泥浆的能量转化为交流电，中控单元（4）包括整流装置和控制电路单元，整流装置用于将发电机输出的交流电转换为直流电，七芯滑环（3）用于将直流电传输至井下测量单元和脉冲器（1）。本发明的无线随钻测量仪发电控制装置，采用泥浆发电机供电，取代了电池供电，大量节省了外部无磁钻铤的使用长度，解决了电池电量耗尽，频繁起钻的困扰。

Description

一种无线随钻测量仪发电控制装置
技术领域
本发明涉及无线随钻测量仪技术领域，具体是一种无线随钻测量仪发电控制装置。
背景技术
随钻测量MWD是指钻机在钻进的同时连续不断地检测有关钻孔及钻头的信息，靠跟踪与导向仪实现，跟踪与导向仪是水平定向钻机施工的必备测量设备，随钻测井是在MWD随钻测量的基础上，增加若干用于地层评价的参数传感器，如补偿双侧向电阻率、自然伽马、方位中子密度、声波、补偿中子密度等发展起来的。
现有随钻测量仪器通常采用电池供电，由于随钻测量仪器直径受限，所以电池必须做的细长才可以保证仪器正常供电，这样就增加了随钻测量仪器的长度，从而增加了制作成本。各检测单元如补偿双侧向电阻率、自然伽马、方位中子密度、声波、补偿中子密度等各个单元的控制及供电部分都要相应配套自己的电池及电路型腔，同样增加了随钻仪器的长度。
因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种无线随钻测量仪发电控制装置。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种无线随钻测量仪发电控制装置，自左向右包括相互串联的脉冲器钻铤、发电机钻铤和中控钻铤，所述脉冲器钻铤内设有脉冲器，所述发电机钻铤内设有泥浆发电机和七芯滑环，所述中控钻铤内设有中控单元；所述泥浆发电机用于将压力泥浆的能量转化为交流电，所述中控单元包括整流装置和控制电路单元，所述整流装置用于将泥浆发电机输出的交流电转换为直流电，所述七芯滑环用于将直流电传输至井下测量单元和脉冲器，井下测量单元的输出端与控制电路单元的信号接收端相连，所述控制电路单元的控制端与脉冲器的受控端相连；所述脉冲器将脉冲信号传送至地面系统。
进一步的，所述七芯滑环包括套管和位于套管外侧的扶正器，所述套管内设置第一承压接头、弹簧轴、弹簧、弹簧座、公滑环、公滑环座、母滑环、母滑环座和芯管，所述弹簧轴的右端伸入弹簧座内，所述弹簧套设在弹簧轴和弹簧座外周，所述公滑环的左端贯穿弹簧座后伸入弹簧轴内，所述公滑环的右端贯穿公滑环座和母滑环座后与母滑环相接，所述芯管的右端自套管伸出后伸入中控钻铤内，所述芯管的右端设置第二承压接头。
进一步地，所述弹簧座与公滑环座之间设置公滑环垫圈，所述母滑环与芯管之间设置母滑环垫圈。
进一步地，所述套管包括第一套管和第二套管，所述第一套管的右端固定连接在第二套管内，所述第一承压接头及弹簧轴的左端位于第一套管内，所述弹簧轴的右端伸入弹簧座内，所述弹簧座、公滑环、公滑环垫圈、公滑环座、母滑环、母滑环垫圈、母滑环座、芯管位于第二套管内。
进一步地，所述弹簧座外周设置弹簧座凸沿，所述弹簧位于第一套管和弹簧座凸沿之间。
进一步地，所述弹簧轴外周设置弹簧轴凸沿，所述弹簧轴外侧套设可伸缩间隔垫，所述可伸缩间隔垫位于弹簧轴凸沿与弹簧座之间。
进一步地，所述扶正器通过螺钉固定在套管的外侧。
本发明的无线随钻测量仪发电控制装置的有益效果：
1.本发明的无线随钻测量仪发电控制装置，采用泥浆发电机供电，取代了电池供电，大量节省了外部无磁钻铤的使用长度，解决了电池电量耗尽，频繁起钻的困扰。
2.脉冲器与发电机采用直连的方式，结构简单，长度短。
3.中控单元与发电机采用七芯滑环连接，七芯滑环首尾两端配有两个承压接头，分别把发电机和脉冲器单元及中控单元保护起来；弹簧及附件在发电机钻铤与中控钻铤连接的时候调节间隙以及在公滑环和母滑环工作在井下恶劣条件下进行缓冲。
4.套管采用分体式结构，第一套管和第二套管可以采用卡扣连接或螺栓连接，便于七芯滑环快速拆装。
5.在弹簧轴凸沿与弹簧座之间设置可伸缩间隔垫，与弹簧结合实现弹簧轴在弹簧座内的滑动，而且可起到公滑环和母滑环的保护作用。
附图说明
图1是本发明的无线随钻测量仪发电控制装置的结构示意图；
图2是本发明七芯滑环的结构示意图；
图3是图2中公滑环和母滑环的放大图。
图中：1-脉冲器，2-泥浆发电机，3-七芯滑环，4-中控单元，5-扶正器，6-第一承压接头，7-弹簧轴，8-弹簧，9-弹簧座，10-公滑环，11-公滑环座，12-母滑环，13-母滑环座，14-芯管，15-公滑环垫圈，16-母滑环垫圈，17-第一套管，18-第二套管，19-第二承压接头，20-可伸缩间隔垫。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体的实施方式对本发明的无线随钻测量仪发电控制装置做更加详细的描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、 “外”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装置或元件必须具有特定的方位、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。
参见图1，本实施例的无线随钻测量仪发电控制装置，一种无线随钻测量仪发电控制装置，自左向右包括脉冲器钻铤、发电机钻铤和中控钻铤，脉冲器钻铤、发电机钻铤和中控钻铤通过NC50钻杆扣连接相互串接。
脉冲器钻铤内设有脉冲器1，发电机钻铤内设有泥浆发电机2和七芯滑环3，中控钻铤内设有中控单元4；泥浆发电机2用于将压力泥浆的能量转化为交流电，中控单元4包括整流装置和控制电路单元，整流装置用于将泥浆发电机2输出的交流电转换为直流电，七芯滑环3用于将直流电传输至井下测量单元和脉冲器1，井下测量单元的输出端与控制电路单元的信号接收端相连，控制电路单元的控制端与脉冲器1的受控端相连；脉冲器1将脉冲信号传送至地面系统。
如图2所示，七芯滑环3包括套管和位于套管外侧的扶正器5，扶正器5通过螺钉固定在套管的外侧。
如图2和图3所示，套管内设置第一承压接头6、弹簧轴7、弹簧8、弹簧座9、公滑环10、公滑环座11、母滑环12、母滑环座13和芯管14，如图3所示，弹簧座9与公滑环座11之间设置公滑环垫圈15，母滑环12位于母滑环座13内，母滑环12与芯管14之间设置母滑环垫圈16。
如图2和图3所示，套管包括第一套管17和第二套管18，第一套管17的右端卡接固定在第二套管18内。第一承压接头6及弹簧轴7的左端位于第一套管17内，弹簧轴7的右端伸入弹簧座9内，弹簧轴7的右端可在弹簧座9内滑动；弹簧座9、公滑环10、公滑环垫圈15、公滑环座11、母滑环12、母滑环垫圈16、母滑环座13、芯管14的左端位于第二套管18内，公滑环10的左端贯穿弹簧座9后伸入弹簧轴7内，公滑环10的右端贯穿公滑环座11和母滑环座13后与母滑环12相接；芯管14的右端自第二套管18伸出后伸入中控钻铤内，芯管14的右端设置第二承压接头19。
如图2和图3所示，弹簧轴7外周设置弹簧轴凸沿，弹簧座9外周设置弹簧座凸沿，弹簧轴7外侧套设可伸缩间隔垫20，可伸缩间隔垫20位于弹簧轴凸沿与弹簧座9之间，弹簧8套设弹簧轴7、可伸缩间隔垫20和弹簧座9外周。弹簧8左右两端分别与第一套管17和弹簧座凸沿相抵。
本发明的使用原理为：泥浆发电机将井下循环泥浆的动能转换成电能并供电给中控单元，中控单元首先将发电机产生的交流电转换成井下各测量单元和脉冲器所需要的直流电，然后分配到井下各测量单元，井下各测量单元将测得井下参数再传输到中控单元，中控单元按照不同的数据进行编号，测量仪器中的传感器将测量的井下参数数据传输到中控单元，中控单元将数据进行编号，然后将不同编号的数据通过脉冲器传输到地面。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中如使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种无线随钻测量仪发电控制装置，自左向右包括相互串联的脉冲器钻铤、发电机钻铤和中控钻铤，所述脉冲器钻铤内设有脉冲器（1），所述发电机钻铤内设有泥浆发电机（2）和七芯滑环（3），所述中控钻铤内设有中控单元（4）；所述泥浆发电机（2）用于将压力泥浆的能量转化为交流电，所述中控单元（4）包括整流装置和控制电路单元，所述整流装置用于将泥浆发电机（2）输出的交流电转换为直流电，所述七芯滑环（3）用于将直流电传输至井下测量单元和脉冲器（1），井下测量单元的输出端与控制电路单元的信号接收端相连，所述控制电路单元的控制端与脉冲器（1）的受控端相连；所述脉冲器（1）将脉冲信号传送至地面系统；所述七芯滑环（3）包括套管和位于套管外侧的扶正器（5），其特征在于：
所述套管内设置第一承压接头（6）、弹簧轴（7）、弹簧（8）、弹簧座（9）、公滑环（10）、公滑环座（11）、母滑环（12）、母滑环座（13）和芯管（14），所述弹簧轴（7）的右端伸入弹簧座（9）内，所述弹簧（8）套设在弹簧轴（7）和弹簧座（9）外周，所述公滑环（10）的左端贯穿弹簧座（9）后伸入弹簧轴（7）内，所述公滑环（10）的右端贯穿公滑环座（11）和母滑环座（13）后与母滑环（12）相接，所述芯管（14）的右端自套管伸出后伸入中控钻铤内，所述芯管（14）的右端设置第二承压接头（19）；所述弹簧座（9）与公滑环座（11）之间设置公滑环垫圈（15），所述母滑环（12）与芯管（14）之间设置母滑环垫圈（16）；所述弹簧座（9）外周设置弹簧座凸沿，所述弹簧（8）位于第一套管（17）和弹簧座凸沿之间；所述弹簧轴（7）外周设置弹簧轴凸沿，所述弹簧轴（7）外侧套设可伸缩间隔垫（20），所述可伸缩间隔垫（20）位于弹簧轴凸沿与弹簧座（9）之间；所述套管包括第一套管（17）和第二套管（18），所述第一套管（17）的右端固定连接在第二套管（18）内，所述第一承压接头（6）及弹簧轴（7）的左端位于第一套管（17）内，所述弹簧轴（7）的右端伸入弹簧座（9）内，所述弹簧座（9）、公滑环（10）、公滑环垫圈（15）、公滑环座（11）、母滑环（12）、母滑环垫圈（16）、母滑环座（13）、芯管（14）位于第二套管（18）内。
2.根据权利要求1所述的无线随钻测量仪发电控制装置，其特征在于：所述扶正器（5）通过螺钉固定在套管的外侧。
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