CN212614684U - 一种刹车式mwd泥浆脉冲装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，包括导流结构、涡轮发电装置和电磁刹车装置，涡轮发电装置设置在导流结构的下方并与导流结构存在间隙，涡轮发电装置与电磁刹车装置相连；涡轮发电装置包括定子和转子，转子转动安装在定子内部，定子安装在MWD泥浆脉冲装置本体上，转子的下部设置在电磁刹车装置内并可以在电磁刹车装置内部旋转，转子的上部设置有叶轮，叶轮上具有带动叶片，带动叶片的数量至少为三个，相邻两个带动叶片之间的间隙相同。本实用新型在实际的使用中能够根据需要对钻井中水眼压力进行调整，以便于地面设备(压力传感器)进行检测，能够保证地面解码系统进行解码操作。

Description

一种刹车式MWD泥浆脉冲装置

技术领域

本实用新型涉及随钻测井技术领域，具体涉及一种刹车式MWD泥浆脉冲装置。

背景技术

MWD意为“随钻测量”(Measure While Drilling)，最初的意思是主要随钻测量井眼轨迹参数，包括:井斜角、方位角、工具面角及辅助参数如温度等。

MWD仪器安装于钻柱水眼中，在井下通过伺服机构按一定时序让脉冲器产生机械动作来打开或关闭水眼，从而激发泥浆压力按同样时序波动。这个压力波动顺着钻具传回地面，由地面压力传感器检测到，并传递给地面解码系统解码。

目前我国的井下钻井设备基本都配置有MWD脉冲装置(随钻测量)装置，将装置安装在钻柱水眼中，在井下通过伺服机构按一定时序让脉冲装置产生机械动作来打开或关闭水眼，从而激发泥浆压力按同样时序波动。这个压力波动顺着钻具传回地面，由地面压力传感器检测到，并传递给地面解码系统解码来判断井下钻井的基本状况。

申请号为：CN201911066401.6，公开号为：CN110761777A的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、泥浆脉冲装置和第三分流器，电子骨架与钻铤之间形成供泥浆流过的第一环空，泥浆脉冲装置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；

该发明实施例提供的脉冲装置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。

申请号为：CN201780036959.2，公开号为：CN109312610A的发明公开了一种用于在穿入地面的钻孔中产生电力的模块化设备，包括主体，所述主体包括位于相对端的第一机械连接器和第二机械连接器以及位于相对端的第一电连接器和第二电连接器，当所述模块化设备和另一模块化设备堆叠在一起时，所述机械连接器和所述电连接器被配置成与所述另一模块化设备上的相同类型的相应连接器连接。所述模块化设备还包括：具有转子和定子的发电机，所述发电机与所述第一机械连接器和所述第二机械连接器机械连通并且与所述第一电连接器和所述第二电连接器电连通；以及涡轮机叶轮，所述涡轮机叶轮联接到所述转子或与所述转子集成在一起，并且包括一个或多个涡轮机叶片，所述涡轮机叶片被配置成与流过所述钻孔的流体相互作用，从而使所述涡轮机叶轮旋转并且使所述转子旋转以便产生所述电力。

但是，在实际的使用中，不能实现对水眼压力的的调节。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，其在实际的使用中能够根据需要对钻井中水眼压力进行调整，以便于地面设备(压力传感器)进行检测，能够保证地面解码系统进行解码操作。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，包括导流结构、涡轮发电装置和电磁刹车装置，涡轮发电装置设置在导流结构的下方并与导流结构存在间隙，涡轮发电装置与电磁刹车装置相连；

涡轮发电装置包括定子和转子，转子转动安装在定子内部，定子安装在MWD泥浆脉冲装置本体上，转子的下部设置在电磁刹车装置内并可以在电磁刹车装置内部旋转，转子的上部设置有叶轮，叶轮上具有带动叶片，带动叶片的数量至少为三个，相邻两个带动叶片之间的间隙相同；

电磁刹车装置用于控制涡轮发电装置中转子的转速；所述涡轮发电装置产生的电能用于为其余耗电设备进行供电。

其中，导流结构包括导流本体和设置在导流本体上的导流叶片。

进一步优化，导流本体包括安装部和转杆，导流叶片设置在转杆上，安装部与转杆固定连接。

进一步限定，所述导流叶片有至少三个。

进一步限定，导流叶片为设置在导流本体上的呈螺旋上升状的螺旋导流叶片。

其中，转杆的底部与螺旋导流叶片的最低端之间设置2mm-15mm的间距。

进一步限定，螺旋导流叶片以圆周阵列的方式布置在导流本体上。

进一步优化，叶轮与转子上端集成于一体。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型在使用时能够通过设置的涡轮发电装置进行发电，通过水眼中的泥浆上升驱动与转子连接的叶轮进行转动来实现发电的目的；通过上涌的泥浆来进行发电，在MWD泥浆脉冲装置本体上即可不需要预留电源安装位置，能够节省MWD泥浆脉冲装置内部空间，减小其体积；通过涡轮发电装置进行发电实现了自给自足的目的，减少了更换电源的步骤，能够实现井下的连续钻井作业，相对于现有技术能够延长钻井时间，缩短钻井周期，也节省了时间成本。

更重要的是，涡轮发电装置为电磁刹车装置进行提供电能，同时，电磁刹车装置作用在涡轮发电装置的转子上，通过电磁刹车装置来实现对转子的调速，这样即可控制转子上连接的叶轮的转速；通过调节转子的转速时来实现对水眼的调节，这样即可根据现场实际的需要来调整水眼压力，便于地面压力传感器进行检测，并通过地面解码系统进行解码后，工作人员能够对钻井水眼中的工况具有一个相对清晰的了解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的结构原理图。

图2为本实用新型的整体结构示意图。

附图标记：1-导流结构，2-轮发电装置，3-电磁刹车装置，4-叶轮，5-带动叶片，6-打捞矛，7-导流叶片，8-安装部，9-转杆，10-MWD泥浆脉冲装置本体。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例一

本实施例公开了一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，包括导流结构1、涡轮发电装置2和电磁刹车装置3，涡轮发电装置2设置在导流结构1的下方并与导流结构1存在间隙，涡轮发电装置2与电磁刹车装置3相连；

涡轮发电装置2包括定子和转子，转子转动安装在定子内部，定子安装在MWD泥浆脉冲装置本体10上，转子的下部设置在电磁刹车装置3内并可以在电磁刹车装置3内部旋转，转子的上部设置有叶轮4，叶轮4上具有带动叶片5，带动叶片5的数量至少为三个，相邻两个带动叶片5之间的间隙相同；

电磁刹车装置3用于控制涡轮发电装置2中转子的转速；所述涡轮发电装置2产生的电能用于为其余耗电设备进行供电。

在实际的使用中，导流结构1的上端用于与打捞矛6连接。

进一步优化，导流结构1包括导流本体和设置在导流本体上的导流叶片7；导流本体包括安装部8和转杆9，导流叶片7设置在转杆9上，安装部8与转杆9固定连接。

进一步优化，所述导流叶片7有至少三个。

其中，导流叶片7为设置在导流本体上的呈螺旋上升状的螺旋导流叶片；能够使得导流结构1对泥浆的导流效果更好。

进一步优化，转杆9的底部与螺旋导流叶片的最低端之间设置2mm-15mm的间距，在本实施例中，转杆9的底部与螺旋导流叶片的最低端之间设置7mm的间距。

进一步优化，螺旋导流叶片以圆周阵列的方式布置在导流本体上，这样能够使得螺旋导流叶片的受力情况更好，避免螺旋导流叶片受力不均出现局部劳损的情况。

本实用新型在使用时能够通过设置的涡轮发电装置2进行发电，通过水眼中的泥浆上升驱动与转子连接的叶轮4转动来实现发电的目的；通过上涌的泥浆来进行发电，在MWD泥浆脉冲装置本体10上即可不需要预留电源安装位置，能够节省MWD泥浆脉冲装置内部空间，减小其体积；通过涡轮发电装置2进行发电实现了自给自足的目的，减少了更换电源的步骤，能够实现井下的连续钻井作业，本实用新型相对于现有技术能够延长钻井时间，缩短钻井周期，节省时间成本。

更重要的是，涡轮发电装置2为电磁刹车装置3提供电能，同时，电磁刹车装置3作用在涡轮发电装置2的转子上，通过电磁刹车装置3来实现对转子的调速，这样即可控制转子上连接的叶轮4的转速；通过调节转子的转速时来实现对水眼压力的调节，这样即可根据现场实际的需要来调整水眼压力，便于地面压力传感器进行检测，并通过地面解码系统进行解码后，工作人员能够对钻井水眼中的工况具有一个相对清晰的了解。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上进一步优化，在本实施例中，叶轮4与转子上端集成于一体。这样，使得转子与叶轮4构成一体式结构，减少安装转子时的安装误差。

实施例三

本实施例与实施例基本相同，其不同之处在于，涡轮发电装置2设置在导流结构1的下方并与导流结构1转动连接，这样能够使得导流结构1、涡轮发电装置2和电磁刹车装置3形成一串联式结构，相比于导流结构1与涡轮发电装置2分体式结构，其在安装的时候更加方便；同时，流结构与涡轮发电装置2进行转动连接，也不会影响转子及叶轮4正常工作。

其中，需要进一步说明的是，叶轮4上端与导流结构1中的转杆9下端转动连接，安装部8用于与打捞矛6进行连接。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，应当指出的是，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，其特征在于：包括导流结构、涡轮发电装置和电磁刹车装置，涡轮发电装置设置在导流结构的下方并与导流结构存在间隙，涡轮发电装置与电磁刹车装置相连；

涡轮发电装置包括定子和转子，转子转动安装在定子内部，定子安装在MWD泥浆脉冲装置本体上，转子的下部设置在电磁刹车装置内并可以在电磁刹车装置内部旋转，转子的上部设置有叶轮，叶轮上具有带动叶片，带动叶片的数量至少为三个，相邻两个带动叶片之间的间隙相同；

电磁刹车装置用于控制涡轮发电装置中转子的转速；所述涡轮发电装置产生的电能用于为其余耗电设备进行供电。

2.根据权利要求1所述的一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，其特征在于：导流结构包括导流本体和设置在导流本体上的导流叶片。

3.根据权利要求2所述的一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，其特征在于：导流本体包括安装部和转杆，导流叶片设置在转杆上，安装部与转杆固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，其特征在于：所述导流叶片有至少三个。

5.根据权利要求4所述的一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，其特征在于：导流叶片为设置在导流本体上的呈螺旋上升状的螺旋导流叶片。

6.根据权利要求5所述的一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，其特征在于：转杆的底部与螺旋导流叶片的最低端之间设置2mm-15mm的间距。

7.根据权利要求5或6所述的一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，其特征在于：螺旋导流叶片以圆周阵列的方式布置在导流本体上。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种刹车式MWD泥浆脉冲装置，其特征在于：叶轮与转子上端集成于一体。

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