CN2921275Y - 旋转阀式泥浆正脉冲发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转阀式泥浆正脉冲发生器，包括短节(1)、导流套(11)、短节(1)内的限流套(4)和限流套(4)内的叶轮旋转机构，在转盘(15)上固定有磁铁组(16)，在转盘(15)下方设有抗压筒(23)，在抗压筒(23)内设有由电磁线圈(21)、电磁铁座(22)、电磁销(19)、复位弹簧(20)、转盘(17)和固定在转盘上的磁铁组(18)构成的叶轮旋转控制机构，在转盘(17)上均布有与电磁销(19)插合的销孔(24)；在转阀(6)下端设有泥浆压力调节机构。本实用新型将活塞在泥浆的流向上做往复直线运动改为旋转阀在泥浆流向的垂面上转动，每旋转90°，堵、通泥浆水眼一次，使泥浆的压力产生一次正脉冲变化。结构简单且使用及维护成本大大降低，耗电量较少。

Description

旋转阀式泥浆正脉冲发生器

技术领域

本实用新型涉及一种井下测量数据传输装置，尤其是一种旋转阀式泥浆正脉冲发生器。

背景技术

在石油钻井过程中，将井下测量的数据快速又准确地传送到地面上来，是保证井身质量、提高钻井效率的基础。过去，是用线缆将井下测量的数据传送到地面上来，线缆传送方式由于影响现场施工已基本被淘汰。如何用无线的方式传送井下测量的数据?人们想到了泥浆。由于在钻进过程中，钻杆内始终有流动的泥浆。目前，将井下测量的数据传送到地面上来最常用的方式还是靠改变钻杆内泥浆的压力。改变钻杆内泥浆的压力是靠井下泥浆脉冲发生器来完成的。如美国的SDI公司、QDT公司就运用了此方法成功地将井下测量的数据传送到地面上来，并已在国内各大油田大量使用，同时反应出来的问题也不少。例如对泥浆的比重、粘度及含沙量要求较高、发码速度慢且误码率较高、结构复杂且使用及维护成本较高、耗电量过大(井下电池使用寿命100小时左右)等，给现场施工带来诸多不便。经过大量的研究与分析发现，以上缺点是因其泥浆脉冲发生器工作原理不科学造成的。它是用一个电磁阀控制一个大活塞，使大活塞在钻杆内泥浆的流向上做往复直线运动，堵、通泥浆水眼，使泥浆的压力产生脉冲变化。由于大活塞在泥浆的流向上做往复直线运动，其运动必然受泥浆的流速、比重、粘度及含沙量等参数影响，从而带来以上不可避免的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单且使用及维护成本低，耗电量较少的旋转阀式泥浆正脉冲发生器。

本实用新型的技术方案是：一种旋转阀式泥浆正脉冲发生器，包括短节、导流套、短节内的限流套和限流套内的叶轮旋转机构，叶轮旋转机构包括转轴和与其固定连接的打捞帽、叶轮、转阀及转盘，在转盘上固定有磁铁组，在转盘下方设有抗压筒，在抗压筒内设有由电磁线圈、电磁铁座、电磁销、复位弹簧、转盘和固定在转盘上的磁铁组构成的叶轮旋转控制机构，在转盘上均布有与电磁销插合的销孔；在转阀下端设有泥浆压力调节机构，该泥浆压力调节机构包括均布在转阀四周上的叶片、定子和定子支架，在定子及定子支架相应位置上均开有导流口且导流口的大小与叶片相适配。

本实用新型的优点：

本实用新型对上述泥浆脉冲发生器做了根本的改变，将活塞在泥浆的流向上做往复直线运动改为旋转阀在泥浆流向的垂面上转动，每旋转90°，堵、通泥浆水眼一次，使泥浆的压力产生一次正脉冲变化。且旋转阀转动的动力来自于流动的泥浆。本使用新型对泥浆的比重、粘度及含沙量要求较低、发码速度至少可提高一倍且误码率较低、结构简单且使用及维护成本大大降低，耗电量较少(井下电池使用寿命可达300小时以上)。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图，

图2为叶轮旋转控制机构结构示意图，

图3为泥浆压力调节机构结构示意图。

具体实施方式

本实用新型结构如图1、图2和图3所示：包括短节1、导流套11、短节1内的限流套4和限流套4内的叶轮旋转机构，叶轮旋转机构包括转轴14和与其固定连接的打捞帽3、叶轮5、转阀6及转盘(15)，在转盘15上固定有磁铁组16，在转盘15下方设有抗压筒23，在抗压筒23内设有由电磁线圈21、电磁铁座22、电磁销19、复位弹簧20、转盘17和固定在转盘上的磁铁组18构成的叶轮旋转控制机构，在转盘17上均布有与电磁销19插合的销孔24；在转阀6下端设有泥浆压力调节机构，该泥浆压力调节机构包括均布在转阀6四周上的叶片6-1、定子7和定子支架8，在定子7及定子支架8相应位置上均开有导流口7-1及8-1且导流口7-1的大小与叶片6-1相适配。叶片6-1为四个，固定均布在转阀6四周。

工作时，短节1内泥浆沿箭头方向流动，叶轮5产生转动扭矩，通过转轴14使转阀6、转盘15均产生转动扭矩。由于转盘15上固定安装的磁铁组16与转盘17相应位置上固定安装的磁铁组18相互吸引，从而使转盘17也产生转动扭矩。但由于转盘17上的销孔24被电磁销19锁住，转盘17则不能转动，这样，即使叶轮5、转轴14、转阀6、转盘15都有转动扭矩，但均不能转动。此时，泥浆只是在短节1内流动，其压力没有变化。当电磁线圈21通电时，电磁销19动作，转盘17上的销孔24被电磁销19打开，这样，叶轮5、转轴14、转阀6、转盘15、转盘17均转动，此时电磁线圈21断电，复位弹簧20将电磁销19弹起，电磁销19复位至转盘17上的下一个销孔24中。由于转阀6转动一定角度后，转阀6的叶片6-1会堵住定子7上的导流口7-1，使短节1内流动的泥浆产生压力变化。这样，通过控制电磁线圈21的通、断电，就可以在钻柱内形成泥浆的压力变化波，压力变化波向上传播直至地面的压力传感器。该波可有效地搭载信号，从而实现井下测量数据向地面的无线传输。

结构描述：

如图1-图3所示，压固环2与短节1螺接，旋紧压固环2，压力通过限流套4及减震弹簧9以压固导流套11，且导流套11上设有密封圈10、减震圈12、键槽13，并使其键槽13坐在短节1的键上。打捞帽3、叶轮5、转阀6、转盘15与转轴14固定连接，转盘15上固定有磁铁组16。定子7、定子支架8与导流套11固定连接，定子7及定子支架8的相应位置上均开有导流口。抗压筒23与导流套11螺纹连接，抗压筒23内固定安装有电磁线圈21、电磁铁座22、电磁销19、复位弹簧20、转盘17，转盘17上固定有磁铁组18，且在其相应位置分布有四个销孔24。

Claims (5)

1、一种旋转阀式泥浆正脉冲发生器，包括短节(1)、导流套(11)、短节(1)内的限流套(4)和限流套(4)内的叶轮旋转机构，叶轮旋转机构包括转轴(14)和与其固定连接的打捞帽(3)、叶轮(5)、转阀(6)及转盘(15)，其特征是：在转盘(15)上固定有磁铁组(16)，在转盘(15)下方设有抗压筒(23)，在抗压筒(23)内设有由电磁线圈(21)、电磁铁座(22)、电磁销(19)、复位弹簧(20)、转盘(17)和固定在转盘上的磁铁组(18)构成的叶轮旋转控制机构，在转盘(17)上均布有与电磁销(19)插合的销孔(24)；在转阀(6)下端设有泥浆压力调节机构，该泥浆压力调节机构包括均布在转阀(6)四周上的叶片(6-1)、定子(7)和定子支架(8)，在定子(7)及定子支架(8)相应位置上均开有导流口(7-1)及(8-1)且导流口(7-1)的大小与叶片(6-1)相适配。

2、根据权利要求1所述的旋转阀式泥浆正脉冲发生器，其特征是：叶片(6-1)为四个，固定均布在转阀(6)四周。

3、根据权利要求1所述的旋转阀式泥浆正脉冲发生器，其特征是：定子(7)、定子支架(8)与导流套(11)固定连接。

4、根据权利要求1或3所述的旋转阀式泥浆正脉冲发生器，其特征是：导流套(11)上设有密封圈(10)、减震圈(12)和键槽(13)，并通过键槽(13)坐在短节(1)的键上与其连接。

5、根据权利要求4所述的旋转阀式泥浆正脉冲发生器，其特征是：导流套(11)与抗压筒(23)螺纹连接。

Images