CN207332873U - 一种剪切阀式泥浆脉冲发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种剪切阀式泥浆脉冲发生器，包括驱动控制总成、机械传动总成和阀套总成，机械传动总成包括主轴外壳和主轴，阀套总成包括悬挂短节及位于悬挂短节内且从右至左依次排列的主轴外壳附件组件、转子组件和定子组件，主轴外壳附件组件包括固定在主轴外壳左端且与主轴外壳一体成型的连接块、套设在主轴外壳上且位于连接块右侧的卡环、套设在主轴上且位于连接块左侧的固定块，所述定子组件包括定子和位于定子左侧的定子紧固件；转子组件包括转子，所述转子位于固定块和定子之间且与所述主轴左端传动连接。本实用新型通过将径向尺寸较小的转子和定子设置在悬挂短节内，这种结构便于剪切阀式泥浆脉冲发生器下移到井眼更深处。

Description

一种剪切阀式泥浆脉冲发生器

技术领域

本实用新型涉及石油钻井设备技术领域，更具体地说是一种剪切阀式泥浆脉冲发生器。

背景技术

目前, 国内的石油钻井中大量采用无线随钻测斜仪对定向井、水平井、大位移井和分支井进行测量， 实时了解井下参数。无线随钻测斜仪由测量探管、脉冲发生器、地面信息接收、处理和显示系统组成，其中，脉冲发生器是非常关键的部件。

脉冲发生器分为泥浆脉冲发生器、电磁脉冲发生器和超声波脉冲发生器等，每一种脉冲发生器都有一定的局限性。泥浆脉冲发生器依靠钻井液压力的波动变化来传输信号，是现在钻井过程中使用最多、最广泛的，也是可靠性最高的。

泥浆脉冲发生器中，液压驱动往复式泥浆脉冲发生器是应用最广泛的，它是通过液压驱动主节流阀往复运动产生压力脉冲信号。但液压驱动往复式泥浆脉冲发生器存在比较大的缺陷：压力信号传输速度慢，工作效率低，无法满足现在钻井参数越来越多的使用需求。所以，近些年来工作效率较高的剪切阀式泥浆脉冲发生器发展较快，剪切阀式泥浆脉冲发生器的原理：电机以特定的调制方式(调幅、调相、调频)驱动转子运动，电机带动转子剪切泥浆脉冲发生器内的流体，流体产生压力脉冲，压力波上传至地表经过解调处理，进而转化为各种工程参数。

在钻井过程中，钻井越深，压力越大，井眼越小。现有技术中剪切阀式泥浆脉冲发生器的转子和定子径向尺寸均大于悬挂短节的径向尺寸，且转子和定子均位于悬挂短节的外部，不利于剪切阀式泥浆脉冲发生器下移到井眼的更深处。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种剪切阀式泥浆脉冲发生器，将径向尺寸较小的转子和定子固定在悬挂短节内部，便于剪切阀式泥浆脉冲发生器能下移到井眼更深处。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种剪切阀式泥浆脉冲发生器，包括驱动控制总成、机械传动总成和阀套总成。所述驱动控制总成包括直流无刷电机；所述机械传动总成包括主轴外壳和主轴，主轴贯穿主轴外壳，主轴的左端为中空结构，内部装有液压油；所述阀套总成包括悬挂短节及位于悬挂短节内且从右至左依次排列的主轴外壳附件组件、转子组件和定子组件，所述主轴外壳附件组件包括固定在主轴外壳左端且与主轴外壳一体成型的连接块、套设在主轴外壳上且位于连接块右侧的卡环、套设在主轴上且位于连接块左侧的固定块，所述卡环与所述悬挂短节、所述连接块均固定连接，所述固定块上沿周向设有多个过流槽，所述固定块与连接块的左端面抵接且与连接块固定连接；所述定子组件包括定子和位于定子左侧的定子紧固件；所述转子组件包括转子，所述转子位于固定块和定子之间且与所述主轴左端传动连接。

所述定子紧固件包括从右至左依次排列的紧固螺帽、紧固套和限位环，所述紧固螺帽的右端与所述定子左端面抵接，所述紧固螺帽的左端和紧固套的右端螺纹连接；所述限位环由两个关于悬挂短节轴线对称布置的半限位环组成，半限位环的外形呈阶梯状且均卡设在所述悬挂短节内，所述半限位环包括一体成型的左部和右部，左部的外径小于右部的外径；所述紧固套的左端卡设在限位环右部的卡槽内，所述紧固套的左端面沿周向设有对称布置的第一凸起和第二凸起，第一凸起和第二凸起分别卡设在两个半限位环沿周向形成的两个间隙内。限位环限制紧固套向左的轴向移动，同时紧固套对限位环起到了径向支撑作用，使两个限位环不能进行径向移动。

所述转子与所述主轴左端之间通过半圆键传动连接，所述转子通过紧固螺钉固定在所述主轴左端，紧固螺钉与主轴共轴线。

所述卡环上设有键槽，卡环与悬挂短节之间通过限位销固定连接，限位销的下端位于键槽内。

所述卡环左端面与所述连接块的右端面抵接，所述卡环左端面上沿轴向设有对称布置的两个凸缘，所述凸缘均卡设在所述连接块的右端卡槽内，所述凸缘与所述连接块通过弹性圆柱销固定连接，弹性圆柱销沿径向布置。

所述固定块与所述主轴之间还设有套设在主轴上的耐磨套，所述耐磨套与固定块相配合且与固定块固定连接，耐磨套的左端沿轴向突出于固定块。

所述定子通过密封堵头进行径向固定，限制了定子的转动。

所述主轴外壳定子上的过流槽为3~6个。

所述转子组件还包括耐磨环，所述耐磨环套设在转子的外部且与悬挂短节紧密配合，所述耐磨环位于固定块和定子之间且两端分别与固定块的左端面、定子的右端面抵接。

所述耐磨环为两个。

相对于现有技术，本实用新型通过将径向尺寸较小的转子和定子设置在悬挂短节内，这种结构便于剪切阀式泥浆脉冲发生器下移到井眼更深处；通过定子紧固件对定子进行轴向限位，防止定子和转子组件发生轴向移动。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中半限位环的立体图；

图3是本实用新型中紧固套的立体图；

图4是本实用新型中紧固螺帽的立体图；

图5是本实用新型中定子的立体图；

图6是本实用新型中固定块的立体图；

图7是本实用新型中卡环的立体图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图7所示，一种剪切阀式泥浆脉冲发生器，包括驱动控制总成、机械传动总成和阀套总成。所述驱动控制总成包括直流无刷电机；所述机械传动总成包括主轴外壳1和主轴2，主轴2贯穿主轴外壳1，主轴2的左端为中空结构，内部装有液压油；所述阀套总成包括悬挂短节3及位于悬挂短节3内且从右至左依次排列的主轴外壳附件组件、转子组件和定子组件，所述主轴外壳附件组件包括固定在主轴外壳1左端且与主轴外壳1一体成型的连接块4、套设在主轴外壳1上且位于连接块4右侧的卡环5、套设在主轴2上且位于连接块4左侧的固定块6，所述卡环5与所述悬挂短节3、连接块4均固定连接，所述固定块6上沿周向设有四个过流槽7，所述固定块6与连接块4的左端面抵接且与连接块4固定连接；所述定子组件包括定子8和位于定子8左侧的定子紧固件；所述转子组件包括转子9和耐磨环，所述转子9位于固定块6和定子8之间且与所述主轴2左端传动连接，耐磨环套设在转子9的外部且均与悬挂短节3紧密配合，耐磨环位于固定块6和定子8之间且两端分别与固定块6的左端面、定子8的右端面抵接，本实施例中耐磨环由两个形状相同的耐磨环10并列组成。

所述定子紧固件包括从右至左依次排列的紧固螺帽11、紧固套12和限位环，所述紧固螺帽11的右端与所述定子8左端面抵接，所述紧固螺帽11的左端和紧固套12的右端螺纹连接；所述限位环由两个关于悬挂短节3轴线对称布置的半限位环13组成，半限位环13的外形呈阶梯状且均卡设在所述悬挂短节3内，半限位环13包括一体成型的左部14和右部15，左部14的外径小于右部15的外径；所述紧固套12的左端卡设在限位环右部的卡槽内，所述紧固套12的左端面沿周向设有对称布置的第一凸起16和第二凸起17，第一凸起16和第二凸起17分别卡设在两个半限位环13沿周向形成的两个间隙内。限位环限制紧固套12向左的轴向移动，同时紧固套12对限位环起到了径向支撑作用，使两个半限位环13不能进行径向移动。

所述转子9与所述主轴2左端之间通过半圆键18传动连接，所述转子9通过紧固螺钉19固定在所述主轴2左端，紧固螺钉19与主轴2共轴线。

所述卡环5上设有键槽25，卡环5与悬挂短节3之间通过限位销20固定连接，限位销20的下端位于键槽25内。

所述卡环5左端面与所述连接块4的右端面抵接，所述卡环5左端面上沿轴向设有对称布置的两个凸缘21，所述凸缘21均卡设在所述连接块4的右端卡槽内，所述凸缘21与所述连接块4通过弹性圆柱销22固定连接，弹性圆柱销22沿径向布置。

所述固定块6与所述主轴2之间还设有套设在主轴2上的耐磨套23，所述耐磨套23与固定块6相配合且与固定块6固定连接，耐磨套23的左端沿轴向突出于固定块6。

所述定子8通过密封堵头24进行径向固定，限制了定子8的转动。

具体组装过程如下：

先将卡环5套在主轴外壳1上，并使卡环5上凸缘21与连接块4上的销孔位置相对应，接着插入弹性圆柱销22；接着将耐磨套23套在主轴2上，然后将固定块6套在耐磨套23上并使耐磨套23与固定块6固定连接，接着通过螺钉将固定块6固定在主轴外壳1上；接着将半圆键18装在主轴2的相应位置上，接着再将转子9套装在主轴2的左端，再通过紧固螺钉19将转子9固定在主轴2上；将限位销20插入悬挂短节3上相应位置并与悬挂短节3焊接连接，接着将上述装配好的组件装入悬挂短节3内，并使限位销20的下端卡在卡环5上键槽25内，卡环5、限位销20、弹性圆柱销22的共同作用限制了主轴外壳1在悬挂短节3内的转动。接着将两个耐磨环10依次装入悬挂短节3内，再接着将定子8装入悬挂短节3内；将紧固螺帽11、紧固套12旋合后装入悬挂短节3内，接着再将两个半限位环13分别装入悬挂短节3内，且使紧固套12上的第一凸起16和第二凸起17分别卡设在两个限位环沿周向形成的两个间隙内；接着通过专用工具固定紧固螺帽11，然后反向旋转紧固套12，使紧固螺帽11压紧定子8，进而限制悬挂短节3内所有零部件的轴向移动；最后将密封堵头24拧入悬挂短节3上的相应位置，防止定子8转动。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种剪切阀式泥浆脉冲发生器，其特征在于：包括驱动控制总成、机械传动总成和阀套总成，所述驱动控制总成包括直流无刷电机；所述机械传动总成包括主轴外壳和主轴，主轴贯穿主轴外壳，主轴的左端为中空结构，内部装有液压油；所述阀套总成包括悬挂短节及位于悬挂短节内且从右至左依次排列的主轴外壳附件组件、转子组件和定子组件，所述主轴外壳附件组件包括固定在主轴外壳左端且与主轴外壳一体成型的连接块、套设在主轴外壳上且位于连接块右侧的卡环、套设在主轴上且位于连接块左侧的固定块，所述卡环与所述悬挂短节、所述连接块均固定连接，所述固定块上沿周向设有多个过流槽，所述固定块与连接块的左端面抵接且与连接块固定连接；所述定子组件包括定子和位于定子左侧的定子紧固件；所述转子组件包括转子，所述转子位于固定块和定子之间且与所述主轴左端传动连接。

2.根据权利要求1所述的剪切阀式泥浆脉冲发生器，其特征在于：所述定子紧固件包括从右至左依次排列的紧固螺帽、紧固套和限位环，所述紧固螺帽的右端与所述定子左端面抵接，所述紧固螺帽的左端和紧固套的右端螺纹连接；所述限位环由两个关于悬挂短节轴线对称布置的半限位环组成，半限位环的外形呈阶梯状且均卡设在所述悬挂短节内，所述半限位环包括一体成型的左部和右部，左部的外径小于右部的外径；所述紧固套的左端卡设在限位环右部的卡槽内，所述紧固套的左端面沿周向设有对称布置的第一凸起和第二凸起，第一凸起和第二凸起分别卡设在两个半限位环沿周向形成的两个间隙内。

3.根据权利要求2所述的剪切阀式泥浆脉冲发生器，其特征在于：所述转子与所述主轴左端之间通过半圆键传动连接，所述转子通过紧固螺钉固定在所述主轴左端，紧固螺钉与主轴共轴线。

4.根据权利要求1所述的剪切阀式泥浆脉冲发生器，其特征在于：所述卡环上设有键槽，卡环与悬挂短节之间通过限位销固定连接，限位销的下端位于键槽内。

5.根据权利要求4所述的剪切阀式泥浆脉冲发生器，其特征在于：所述卡环左端面与所述连接块的右端面抵接，所述卡环左端面上沿轴向设有对称布置的两个凸缘，所述凸缘均卡设在所述连接块的右端卡槽内，所述凸缘与所述连接块通过弹性圆柱销固定连接，弹性圆柱销沿径向布置。

6.根据权利要求1所述的剪切阀式泥浆脉冲发生器，其特征在于：所述固定块与所述主轴之间还设有套设在主轴上的耐磨套，所述耐磨套与固定块相配合且与固定块固定连接，耐磨套的左端沿轴向突出于固定块。

7.根据权利要求1所述的剪切阀式泥浆脉冲发生器，其特征在于：所述定子通过密封堵头进行径向固定。

8.根据权利要求1所述的剪切阀式泥浆脉冲发生器，其特征在于：所述主轴外壳定子上的过流槽为3~6个。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的剪切阀式泥浆脉冲发生器，其特征在于：所述转子组件还包括耐磨环，所述耐磨环套设在转子的外部且与悬挂短节紧密配合，所述耐磨环位于固定块和定子之间且两端分别与固定块的左端面、定子的右端面抵接。

10.根据权利要求9所述的剪切阀式泥浆脉冲发生器，其特征在于：所述耐磨环为两个。