NO844026L - PRESSURE PULSE GENERATOR - Google Patents

PRESSURE PULSE GENERATOR

Info

Publication number
NO844026L
NO844026L NO844026A NO844026A NO844026L NO 844026 L NO844026 L NO 844026L NO 844026 A NO844026 A NO 844026A NO 844026 A NO844026 A NO 844026A NO 844026 L NO844026 L NO 844026L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
rotor
stator
tabs
flow
sides
Prior art date
Application number
NO844026A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Jose Trevino
Wilson Chin
Original Assignee
Schlumberger Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Technology Corp filed Critical Schlumberger Technology Corp
Publication of NO844026L publication Critical patent/NO844026L/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • E21B47/18Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • E21B47/20Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry by modulation of mud waves, e.g. by continuous modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår trykkpulsgeneratorer i alminnelighet, og spesielt trykkpulsgeneratorer såsom "slamsirene"-typen som brukes i oljeindustriens MWD-operasjoner (measure-' ments-while-drilling) for å sende måleinformasjon fra borehullet til overflaten via en boreslamsøyle i borestrengen. The present invention relates to pressure pulse generators in general, and in particular to pressure pulse generators such as the "mud siren" type used in the oil industry's MWD operations (measure-'ments-while-drilling) to send measurement information from the borehole to the surface via a mud column in the drill string.

Det finnes mange systemer for å sende data som represente-rer en eller flere målte tilstander i et borehull opp til overflaten under boring av et brønnhull. Et slikt system, beskrevet i US-patent 3 309 6 56 (Godbey) benytter en trykkpulsgenerator eller -modulator nede i borehullet, og blir brukt til å sende modulerte signaler som bærer kodede data ved akustiske fre-kvenser til overflaten via boreslamstrømmen i borestrengen. I There are many systems for sending data representing one or more measured conditions in a borehole up to the surface during drilling of a wellbore. Such a system, described in US patent 3 309 6 56 (Godbey) uses a pressure pulse generator or modulator down the borehole, and is used to send modulated signals carrying coded data at acoustic frequencies to the surface via the mud flow in the drill string. IN

et slikt system har man funnet det formålstjenlig å forsyne de elektriske komponentene i borehullet med elektrisk kraft fra en selvstendig, boreslam-dreven turbingenerator (kjent som en slamturbin), plassert i strømretningen nedenfor modulatoren. such a system, it has been found expedient to supply the electrical components in the borehole with electrical power from an independent, mud-driven turbine generator (known as a mud turbine), located downstream of the modulator.

Eksisterende modulatorer av slamsirene-typen er vanligvisExisting mud siren type modulators are usually

i form av turbin-lignende signalgenerator-ventiler plassert i borestrengen nær borkronen og utsatt for det sirkulerende boreslam. En typisk modulator av denne typen består av en fast stator og en motordrevet, roterbar rotor plassert koaksialt med hverandre. Statoren og rotoren er begge utformet med et flertall av blokk-lignende radielle fremspring eller fliker plassert langs omkretsen rundt et sentralt nav, slik at åpningene mellom tilstøtende fliker utgjør et flertall av åpninger eller porter for det tilstrømmende boreslam. Når de tilsvarende porter i statoren og rotoren er direkte på linje med hverandre, danner de største løp for strøm av boreslam gjennom modulatoren. Når rotorbladene roterer i forhold til statoren, blir tilpasningen mellom de respektive porter skiftet slik at strømmen av boreslam avbrytes og genererer trykkpulser i form av akustiske signaler. Rotering av rotoren i forhold til statoren i den sirkulerende slamstrømmen genererer et syklisk akustisk signal som beveger seg oppover slamsøylen i borestrengen for å detekteres ved borehullets overflate. Ved selektiv variasjon av rotorens rotasjon til å generere endringer i signalet, kan man oppnå mo-dulasjon i form av en kodet trykkpuls som bærer med seg informasjon fra instrumenter nede i borehullet til overflaten for analyse. in the form of turbine-like signal generator valves placed in the drill string near the drill bit and exposed to the circulating drilling mud. A typical modulator of this type consists of a fixed stator and a motor-driven, rotatable rotor placed coaxially with each other. The stator and rotor are both formed with a plurality of block-like radial protrusions or tabs located circumferentially around a central hub, such that the openings between adjacent tabs constitute a plurality of openings or ports for the inflowing drilling mud. When the corresponding ports in the stator and rotor are directly in line with each other, they form the largest passage for flow of drilling mud through the modulator. When the rotor blades rotate relative to the stator, the alignment between the respective ports is changed so that the flow of drilling mud is interrupted and generates pressure pulses in the form of acoustic signals. Rotation of the rotor relative to the stator in the circulating mud flow generates a cyclic acoustic signal that travels up the mud column in the drill string to be detected at the borehole surface. By selectively varying the rotor's rotation to generate changes in the signal, modulation can be achieved in the form of a coded pressure pulse that carries information from instruments down in the borehole to the surface for analysis.

Flik-utformingen og den relative plassering av stator og rotor-elementene i konvensjonelle modulatorer er slik at den utsetter rotoren for dynamiske fluidum-krefter på grunn av slamstrømmen, noe som forårsaker at rotoren søker en "stabil lokket" stilling, i hvilken flikene på rotoren blokkerer portene på statoren. Det er således en uønsket tendens for modulatoren å stille seg inn i en stilling som blokkerer fri strøm av boreslam hver gang rotoren, selv midlertidig, kommer ut av drift. Detteøker sannsynligheten for at modulatoren vil kjøre seg fast, når faste gjenstander som bæres av slamstrømmen blir tvunget til å passere gjennom begrensete modulator-løp. Gjen-starting av rotoren blir vanskeligere på grunn av at den redu-serte slamstrøm påvirker turbingeneratorens generering av ro-torkraft. Forlenget modulator-avstenging kan sperre strømmen av boreslam i en slik utstrekning at smøring av borkronen og andre viktige funksjoner av boreslammen blir så skadelig påvir-ket at hele boreoperasjonen kommer i fare. The tab design and relative positioning of the stator and rotor elements in conventional modulators is such that it subjects the rotor to dynamic fluid forces due to the mud flow, causing the rotor to seek a "stable lid" position, in which the tabs on the rotor blocking the ports on the stator. There is thus an undesirable tendency for the modulator to settle into a position that blocks the free flow of drilling mud every time the rotor, even temporarily, goes out of service. This increases the likelihood that the modulator will jam, when solid objects carried by the mud flow are forced to pass through restricted modulator runs. Restarting the rotor becomes more difficult because the reduced mud flow affects the turbine generator's generation of rotor power. Prolonged modulator shutdown can block the flow of drilling mud to such an extent that lubrication of the drill bit and other important functions of the drilling mud are so detrimentally affected that the entire drilling operation is jeopardized.

Et antall fremgangsmåter har vært foreslått for å løse det problemet som oppstår ved de eksisterende modulatorers tendens til å innta den lukkede stilling som beskrevet ovenfor. En slik tilnærming, beskrevet i US-patent 3 792 429 (Patton et al) er å bruke magnetisk kraft til å forspenne modulatoren mot en åpen stilling og holde den der i tilfelle rotoren kommer ut av drift. Magnetisk tiltrekning mellom en magnet festet til modu-latorhuset og et samvirkende magnetisk element basert på rotor-akselen utvikler tilstrekkelig dreiemoment til å overvinne det dynamiske dreiemoment forårsaket av boreslam-strømmen. Denne fremgangsmåte har den ulempe at verktøyet må forlenges for å gi plass for magnetene, og at innføringen av et ekstra magnetfelt nede i hullet kan påvirke målinger av jordens magnetfelt (brukt til å utlede verktøy-orientering). A number of methods have been proposed to solve the problem arising from the tendency of the existing modulators to assume the closed position as described above. One such approach, described in US Patent 3,792,429 (Patton et al) is to use magnetic force to bias the modulator towards an open position and hold it there in the event of rotor failure. Magnetic attraction between a magnet attached to the modulator housing and a co-operating magnetic element based on the rotor shaft develops sufficient torque to overcome the dynamic torque caused by the mud flow. This method has the disadvantage that the tool must be extended to make room for the magnets, and that the introduction of an additional magnetic field down the hole can affect measurements of the earth's magnetic field (used to derive tool orientation).

I kommersielle MWD-operasjoner må rommet mellom rotor- og stator-komponentene i modulatoren være smale for å generere tilfredsstillende akustiske signaler. Dette kravet gjør modulatoren spesielt utsatt for fastlåsing eller sperring av faste materialer som er til stede i slamstrømmen. Et system for å unngå slik fastkjøring, beskrevet i US-patent Re29 734 (Manning) omfatter en styringsanordning som er følsom for tilstander som har en tendens til å redusere motorens hastighet (såsom en økning i trykkforskjellen over modulatoren og enøkning av kravet til driver-moment) for midlertidig å skille rotoren og statoren for å tillate at rust blir fjernet fra modulatoren av det strømmende boreslam. Et slikt system kan bli brukt til å av-hjelpe den avtagende slamstrøm man opplever med en lukket modulator ved å skille modulatordelene som følge av den økningen i trykkforskjell som resulterer fra at modulatoren inntar en lukket stilling. In commercial MWD operations, the space between the rotor and stator components of the modulator must be narrow to generate satisfactory acoustic signals. This requirement makes the modulator particularly susceptible to jamming or blockage by solid materials present in the mud flow. A system to avoid such stalling, described in US Patent Re29,734 (Manning), includes a control device which is sensitive to conditions which tend to reduce engine speed (such as an increase in the pressure difference across the modulator and an increase in the demand on driver torque) to temporarily separate the rotor and stator to allow rust to be removed from the modulator by the flowing drilling mud. Such a system can be used to remedy the decreasing mud flow experienced with a closed modulator by separating the modulator parts as a result of the increase in pressure difference that results from the modulator taking a closed position.

Den foreliggende oppfinnelse frembringer en forbedret trykkpulsgenerator eller modulator av den typen som brukes for å sende informasjon mellom punkter i et brønnborehull via en væskestrøm i en rørstreng som omfatter et hus innrettet til å forbindes i borestrengen slik at væskestrømmen i borestrengen i det minste delvis vil strømme gjennom huset; en stator, fast montert inne i huset; en rotor montert roterbar inne i huset nær statoren; statoren og rotoren hver har et flertall av adskilte fliker ved åpninger mellom dem, som danner et flertall av porter for fluidum-passasje slik at rotering av rotoren i forhold til statoren vil skifte innrettingen av de respektive stator- og rotorporter fra en stilling som gir det største fluidum-løp til en stilling som gir det minste fluidum-løp, slik at fluidum-strøm gjennom huset vil bli avbrutt for å generere og sende et trykkpulssignal mot strømmen. Oppfinnelsen er i ett av dens aspekterkarakterisert veden innretning som er følsom for strømmen av væske i borestrengen for å etablere dynamiske fluidum-krefter som forspenner generatoren i en stabil åpen stilling . The present invention provides an improved pressure pulse generator or modulator of the type used to transmit information between points in a wellbore via a fluid stream in a tubing string comprising a housing adapted to be connected in the drill string so that the fluid stream in the drill string will at least partially flow through the house; a stator, permanently mounted inside the housing; a rotor mounted rotatably inside the housing near the stator; the stator and rotor each have a plurality of spaced tabs at openings therebetween, which form a plurality of ports for fluid passage such that rotation of the rotor relative to the stator will shift the alignment of the respective stator and rotor ports from a position that provides greatest fluid flow to a position that gives the smallest fluid flow, so that fluid flow through the housing will be interrupted to generate and send a pressure pulse signal against the flow. The invention is characterized in one of its aspects as a device that is sensitive to the flow of fluid in the drill string to establish dynamic fluid forces that bias the generator in a stable open position.

En trykkpulsgenerator, strukturert ifølge et aspekt vedA pressure pulse generator, structured according to an aspect of

den foreliggende oppfinnelse omfatter en fast stator og en roterbar motor, begge montert inne i huset innrettet for å forbindes i en rørstreng slik at væske som flyter i strengen, vil i det minste delvis strømme gjennom huset. Rotoren er montert nær statoren og nedenfor denne i strømretningen. Både stator og rotor er utformet med et flertall av radielle fremspring eller fliker, hvor mellomliggende åpninger mellom tilstøtende fliker tjener til å danne et flertall av porter eller åpninger for passering av fluidum som strømmer gjennom huset. Rotering av rotoren i forhold til statoren vil variere blokkeringseffekten the present invention comprises a fixed stator and a rotatable motor, both mounted inside the housing arranged to be connected in a pipe string so that liquid flowing in the string will at least partially flow through the housing. The rotor is mounted close to the stator and below it in the direction of current. Both the stator and rotor are formed with a plurality of radial projections or tabs, with intermediate openings between adjacent tabs serving to form a plurality of ports or openings for the passage of fluid flowing through the housing. Rotating the rotor relative to the stator will vary the blocking effect

av rotor-fremspringene mot strøm fra statorportene, slik at den relative innretning av de respektive stator- og rotorporter skifter mellom en stilling som gir det største løp for fluid-strøm gjennom huset (åpen stilling) og en.stilling som gir det minste løp for fluid-strøm gjennom huset (lukket stilling). Denne ven-tilvirkningen avbryter fluidum-strømmen på en slik måte at den forårsaker generering og spenning av et pulssignal gjennom fluidet mot strømmen. Den relative plassering av stator og rotor, og den spesielle utforming av deres respektive fliker er slik at dynamiske fluid-krefter blir etablert som resultat av strøm-men av fluidum i huset, noe som forspenner rotoren til en slik orientering at den gir det største fluidum-løp gjennom generatoren. Skulle generatoren slå feil eller på annen måte komme ut av drift, vil fluidum-kreftene tvinge den inn i den stilling som gir minimum blokkering for strømmen. of the rotor protrusions against the current from the stator ports, so that the relative alignment of the respective stator and rotor ports changes between a position that gives the greatest stroke for fluid flow through the housing (open position) and a position that gives the smallest stroke for fluid flow through the housing (closed position). This vein creation interrupts the fluid flow in such a way that it causes the generation and voltage of a pulse signal through the fluid against the flow. The relative position of the stator and rotor, and the special design of their respective lobes, is such that dynamic fluid forces are established as a result of current, but of fluid in the housing, which biases the rotor to such an orientation that it provides the greatest fluid -run through the generator. Should the generator fail or in some other way come out of operation, the fluid forces will force it into the position that provides the minimum blockage to the flow.

I alminnelighet blir kreftene utviklet fra fluidstrømmen ved å anordne hver flik av rotoren med sider som skråner utover i strømretningen, og som delvis ligger under statorflikene. Skråningen av hver side på rotorflikene er fortrinnsvis i området fra omkring 8° til omkring 30° i forhold til en vertikal akse. In general, the forces are developed from the fluid flow by providing each lobe of the rotor with sides that slope outwards in the direction of flow, and which partially lie below the stator lobes. The inclination of each side of the rotor blades is preferably in the range from about 8° to about 30° in relation to a vertical axis.

I et annet aspekt ved den foreliggende oppfinnelse er rotor-flikene utformet på en slik måte at de forårsaker at rotoren svinger mellom en åpen stilling og en delvis lukket stilling på grunn av fluidets dynamiske aksjon. Dette tjener til å hindre at rust blokkerer strømmen av fluidum gjennom modulator-*-.. en, og anordner en periodisk bevegelse og signal hvis frekvens varierer med strømhastigheten. Svingningene arter seg som aerodynamiske vibrasjoner, skapt ved at rotorflikene ved sine bak-kanter, nær basen, er utstyrt med ikke-skrånende områder av redusert bredde. Rotorflikenes sider kan også ha ikke-skrånende områder ved forkantene, nær toppen av flikene, for å frembringe en kappe-virkning på rusk som passerer inn i portene og inn i rommet mellom stator og rotor. In another aspect of the present invention, the rotor tabs are designed in such a way as to cause the rotor to oscillate between an open position and a partially closed position due to the dynamic action of the fluid. This serves to prevent rust from blocking the flow of fluid through the modulator, and provides a periodic movement and signal whose frequency varies with the flow rate. The oscillations take the form of aerodynamic vibrations, created by the fact that the rotor blades at their trailing edges, near the base, are equipped with non-sloping areas of reduced width. The sides of the rotor blades may also have non-sloping areas at the leading edges, near the top of the blades, to produce a sheathing effect on debris passing into the ports and into the space between the stator and the rotor.

Modulatoren ifølge den foreliggende oppfinnelse frembringer en forbedret signalkilde med god evne til å unngå obstruk-sjon. Den er spesielt anvendelig i oljeindustrien for målinger under boring, Ubrønnprøving og overvåkning av kompletterte brønner som en signalkilde for kommunikasjon fra nede i bore hullet til overflaten, fra overflaten og ned i hullet, og mellom mellomliggende punkter i en brønn. Andre anvendelser omfatter dens bruk som en lydkilde for undervanns-seismologiundersø-kelser, bruk som en strømmålingsanordning og bruk som en enveis strømventil. The modulator according to the present invention produces an improved signal source with a good ability to avoid obstruction. It is particularly applicable in the oil industry for measurements during drilling, downhole testing and monitoring of completed wells as a signal source for communication from down the borehole to the surface, from the surface down into the hole, and between intermediate points in a well. Other applications include its use as a sound source for underwater seismology surveys, use as a current measuring device, and use as a one-way flow valve.

Konstruksjon, drift og fordeler ved oppfinnelsen kan bedre forstås ved henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 er et skjematisk riss av en trykkpulsgenerator iføl-ge den foreliggende oppfinnelse, vist innkoblet i en borestreng for en typisk boreoperasjon, i sin anvendelse for kommunikasjon mellom en MWD-verktøy nede i borehullet og brønnens overflate; Fig. 2 er et sideriss, delvis i snitt, av generatoren på fig. 1; Construction, operation and advantages of the invention can be better understood by reference to the drawings, where: Fig. 1 is a schematic diagram of a pressure pulse generator according to the present invention, shown connected in a drill string for a typical drilling operation, in its application for communication between a downhole MWD tool and the surface of the well; Fig. 2 is a side view, partly in section, of the generator in fig. 1;

Fig. 3a er et perspektivriss av generatoren på figureneFig. 3a is a perspective view of the generator in the figures

1 og 2; Fig. 3b er et utfoldet enderiss av stator- og rotorflikene i generatoren på fig. 3a; Fig. 4a er et toppriss av statoren på fig. 3a; Fig. 4b er et snitt tatt langs linjen 4b-4b på fig. 4a; Fig. 5a er et toppriss av rotoren på fig. 3a; Fig. 5b er et snitt tatt langs linjen 5b-5b på fig. 5a; Fig. 5c er et delvis enderiss sett fra linjen 5c-5c på en av flikene i rotoren på fig. 5a; Fig. 6 er et skjematisk perspektiv-riss som identifiserer henvisningssymboler som kan være til hjelp til å forstå de relative dimensjoner; Fig. 7a er et toppriss av en modifisert utførelse av trykk-pulsgeneratoren på figurene l-5c; Fig. 7b er et enderiss som sett fra linjen 7b-7b i et sett av stator- og rotorflikene på fig. 7a; Fig. 8 er et oppstykket perspektivriss av en videre modifikasjon av generatoren på figurene l-5c, hvor rotoren har en redusert del nær rotornavet; Fig. 9 er et toppriss av rotoren på fig. 8; Fig. 10a er et "perspektivriss av en videre modifikasjon av generatoren på figurene l-5c, og illustrerer en konstruksjon som skal bevirke aerodynamisk vibrasjon; og 1 and 2; Fig. 3b is an unfolded end view of the stator and rotor tabs in the generator in fig. 3a; Fig. 4a is a top view of the stator in fig. 3a; Fig. 4b is a section taken along the line 4b-4b in fig. 4a; Fig. 5a is a top view of the rotor in fig. 3a; Fig. 5b is a section taken along the line 5b-5b in fig. 5a; Fig. 5c is a partial end view seen from the line 5c-5c of one of the tabs in the rotor of fig. 5a; Fig. 6 is a schematic perspective view identifying reference symbols which may assist in understanding the relative dimensions; Fig. 7a is a top view of a modified embodiment of the pressure pulse generator of Figs. 1-5c; Fig. 7b is an end view as seen from the line 7b-7b in a set of the stator and rotor tabs of Fig. 7a; Fig. 8 is a sectioned perspective view of a further modification of the generator in Figures 1-5c, where the rotor has a reduced part near the rotor hub; Fig. 9 is a top view of the rotor in fig. 8; Fig. 10a is a "perspective view of a further modification of the generator of Figs. 1-5c, illustrating a construction to cause aerodynamic vibration; and

fig. 10b er et utfoldet enderiss av stator- og rotorflikene på fig. 10a. fig. 10b is an unfolded end view of the stator and rotor tabs of fig. 10a.

På alle tegningene er like henvisningstall brukt til å In all the drawings, the same reference numbers are used to

identifisere like deler.identify equal parts.

Fig. 1 på tegningene viser et rørformet verktøy 20 fo.rlmål-ing under boring (MWD) forbundet i en rørformet borestreng 21 Fig. 1 in the drawings shows a tubular tool 20 for measurement while drilling (MWD) connected in a tubular drill string 21

med en roterende borkrone 22 koplet til enden av denne og anordnet for boring av et borehull 23 for en brønn gjennom forskjellige jordformasjoner. Når borestrengen 21 blir rotert av en konvensjonell borerigg(ikke vist) på overflaten av borehullet 23 blir et betydelig volum av en passende borevæske (kjent som boreslam) kontinuerlig pumpet ned gjennom borestrengen 21 og tømt ut av borekronen 22 for å avkjøle borekronen og for å føre bort materialer som fjernes av borkronen. Slammene blir returnert til overflaten gjennom ringrommet mellom veggene av borehullet 23 og utsiden av borestrengen 21. Den sirkulerende slam-strøm-men som flyter gjennom borestrengen 21 tjener som et medium for å sende trykkpuls-signaler med informasjon fra MWD-verktøyet 20 til overflaten, som nærmere beskrevet nedenfor. with a rotating drill bit 22 connected to the end thereof and arranged for drilling a borehole 23 for a well through various soil formations. As the drill string 21 is rotated by a conventional drilling rig (not shown) on the surface of the borehole 23, a significant volume of a suitable drilling fluid (known as drilling mud) is continuously pumped down through the drill string 21 and discharged from the drill bit 22 to cool the drill bit and to carry away materials removed by the drill bit. The muds are returned to the surface through the annulus between the walls of the borehole 23 and the outside of the drill string 21. The circulating mud stream flowing through the drill string 21 serves as a medium to send pressure pulse signals with information from the MWD tool 20 to the surface, as described in more detail below.

En datasignalerings-enhet 24 nede i borehullet har på verk-tøyet 20 påmontert transducere i form av en eller flere tilstands-følsomme innretninger 26 og 27, koplet til hensiktsmessige elektriske data-kodingskretser, såsom kodekretsen 28, som sekvensi-elt genererer kodede elektriske digitale datasignaler som re-presenterer målinger tatt med transducerne 26 og 27. Transducerne 26 og 27 er valgt og innrettet etter behov for den spesielle anvendelse å måle slike parametere i borehullet som trykk, tempe-ratur, og resistivitet eller konduktivitet av boreslammet og tilstøtende jordformasjoner, såvel som å måle andre tilstander i borehullet i likhet med de som i dag blir målt med elektriske logge-instrumenter. A data signaling unit 24 down in the borehole has transducers mounted on the tool 20 in the form of one or more state-sensitive devices 26 and 27, connected to suitable electrical data coding circuits, such as the coding circuit 28, which sequentially generates coded electrical digital data signals that represent measurements taken with the transducers 26 and 27. The transducers 26 and 27 are selected and arranged as needed for the particular application of measuring such parameters in the borehole as pressure, temperature, and resistivity or conductivity of the drilling mud and adjacent soil formations, as well as measuring other conditions in the borehole similar to those that are currently measured with electric logging instruments.

Elektrisk effekt for drift av datasignaleringsenheten 24 blir levert av en typisk roterende aksiell slamturbin 29 med en impeller 30 som reagerer på strømmen av boreslam og driver skaf-tet 31 for å generere elektrisk energi. Electrical power for operating the data signaling unit 24 is provided by a typical rotary axial mud turbine 29 with an impeller 30 which responds to the flow of drilling mud and drives the shaft 31 to generate electrical energy.

Datasignaleringsenheten 24 omfatter også en modulator 32The data signaling unit 24 also comprises a modulator 32

som blir drevet av en motor 35 for selektivt å avbryte eller hindre strømmen av boreslam gjennom borestrengen 21 for å generere digital-kodede trykkpulser i form av akustiske signaler.Modulatoren 32 blir selektivt drevet som følge av de data-kode- which is driven by a motor 35 to selectively interrupt or prevent the flow of drilling mud through the drill string 21 to generate digitally-encoded pressure pulses in the form of acoustic signals. The modulator 32 is selectively driven as a result of the data-encoded

de elektriske utgangssignaler fra kodekretsen 28 til å generere et tilsvarende kodet akustisk signal. Dette signalet blir sendt til brønnens overflate gjennom boreslammet som strømmer i bore- the electrical output signals from the encoder circuit 28 to generate a corresponding encoded acoustic signal. This signal is sent to the surface of the well through the drilling mud that flows in the drilling

strengen 21 som en serie av trykkpuls-signaler, som fortrinnsvis er kodede binær-representasjoner av måledata for borepara-meterne i borehullet, som målt av transducerne 26 og 27. Når disse signalene når overflaten, blir de detektert, dekodet og omformet til forståelige data ved en passende signaldetektor 36, som den vist i US-patenter nr. 3 309 656; 3 764 968; 3 764 969 og 3 764 970. the string 21 as a series of pressure pulse signals, which are preferably coded binary representations of measurement data for the drilling parameters in the borehole, as measured by the transducers 26 and 27. When these signals reach the surface, they are detected, decoded and transformed into understandable data by a suitable signal detector 36, such as that shown in US Patent No. 3,309,656; 3,764,968; 3,764,969 and 3,764,970.

Modulatoren 32 omfatter en fast stator 40 og en roterbar rotor 41 som blir drevet av motoren 35 som følge av signaler som blir generert av kodekretsen 28. Rotasjon av rotoren 41 blir styrt av de datakodede elektriske utgangssignaler fra kodekretsen 28 for å generere et tilsvarende kodet akustisk utgangssignal. Dette kan oppnås ved å anvende velkjente teknikker for å variere retningen eller hastigheten av motoren 35 eller til styrbart å koble/utkoble rotoren 41 fra drivakselen på motoren 35'. The modulator 32 comprises a fixed stator 40 and a rotatable rotor 41 which is driven by the motor 35 in response to signals generated by the encoder circuit 28. Rotation of the rotor 41 is controlled by the computer coded electrical output signals from the encoder circuit 28 to generate a corresponding coded acoustic output signal. This can be achieved by using well-known techniques to vary the direction or speed of the motor 35 or to controllably engage/disengage the rotor 41 from the drive shaft of the motor 35'.

Statoren 40 har et flertall av likt adskilte, blokklignen-r de fliker 71 anordnet langs omkretsen rundt et sentralt nav. Åpningen mellom tilstøtende fliker 71 gir et flertall av porter for å slippe det innkommende boreslam gjennom statoren som strømmer, retter mer eller mindre parallelt med stator-navaksen. Rotoren 41 har en lignende utformning som statoren 40, og er plassert nær denne i strømretningen nedenfor statoren for å rotere om en akse som er koaksial med statorens navakse. Når rotoren 41 roterer, vil dens fliker 72 suksessivt bevege seg inn og ut av stillinger som stenger strømmen av boreslam gjennom portene i statoren 40, for å generere et trykkpulssignal som blir sendt mot strømmen i det sirkulerende boreslam. The stator 40 has a plurality of equally spaced, block-like lobes 71 arranged circumferentially around a central hub. The opening between adjacent tabs 71 provides a plurality of ports for passing the incoming drilling mud through the stator which flows more or less parallel to the stator hub axis. The rotor 41 has a similar design to the stator 40, and is placed close to it in the flow direction below the stator to rotate about an axis which is coaxial with the stator's hub axis. As the rotor 41 rotates, its tabs 72 will successively move in and out of positions that shut off the flow of drilling mud through the ports in the stator 40, to generate a pressure pulse signal which is sent against the flow of the circulating drilling mud.

Når rotoren 41 blir rotert i forhold til statoren 40 slik at den for øyeblikket presenterer den største hindring mot strømmen av sirkulerende boreslam, vil det akustiske signal bli av maksimum amplitude. Når rotoren 41 fortsetter å rotere, When the rotor 41 is rotated relative to the stator 40 so that it currently presents the greatest obstacle to the flow of circulating drilling mud, the acoustic signal will be of maximum amplitude. As the rotor 41 continues to rotate,

vil amplituden av det akustiske signal som genereres av modulatoren 32 avta fra sin maksimale til sin minimale verdi når rotoren beveger seg til en stilling hvor den presenterer den minste hindring mot boreslamstrømmen. Videre rotasjon av rotoren vil forårsake en tilsvarende økning i signalamplitude når rotoren igjen nærmer seg den neste maksimale strømbegrensnings-stilling. the amplitude of the acoustic signal generated by the modulator 32 will decrease from its maximum to its minimum value as the rotor moves to a position where it presents the least obstacle to the drilling mud flow. Further rotation of the rotor will cause a corresponding increase in signal amplitude when the rotor again approaches the next maximum current limiting position.

Fagfolk på området vil forstå at rotasjon av modulator- rotoren 41 vil generere et akustisk utgangssignal med en cyklisk bølgeform, som suksessivt veksler mellom positive og nega-tive topper rundt et middel-trykknivå. Kontinuerlig rotasjon av rotoren 41 vil generere et typisk vekslende eller cyklisk signal med en fastsatt frekvens, som vil ha et bestemtbart fase-forhold med et annet vekslende signal, såsom et utvalgt referan-se signal generert i signaldetektorkretsen 36. Ved øyeblikks-annonsering, sinking, stopping eller reversering av rotasjonen av rotoren 41 som følge av utgangssignalet fra kodekretsen 28, kan rotoren bli selektivt skiftet til forskjellige stillinger vis-a-vis statoren 40 enn den ville ha vært hvis den hadde fort-satt å rotere uten endring. Denne selektive skifting forårsaker at fasen av det akustiske signalet skifter i forhold til fasen av referansesignalet. En slik styrt faseskifting av signalet som genereres av modulatoren 32 virker til å sende måleinforma-sjoner fra borehullet, via boreslamstrømmen til brønnens overflate for å detekteres av signaldetektor-kretsen 36. Skifting av fasen i et gitt øyeblikk betyr et binært bit "1" (eller "0") og fravær av en faseskifting betyr et binært bit "0"(eller "1"). Andre signal-modulasjonsteknikker er brukbare, og valg av den spesielle kodings-, modulasjons- og dekodingsteknikk som skal benyttes i forbindelse med modulatoren 32 er et spørsmål om ønske, og en detaljert diskusjon av dette er unødvendig for å forstå den foreliggende oppfinnelse. Those skilled in the art will understand that rotation of the modulator rotor 41 will generate an acoustic output signal with a cyclic waveform, which alternates successively between positive and negative peaks around a mean pressure level. Continuous rotation of the rotor 41 will generate a typical alternating or cyclic signal of a fixed frequency, which will have a determinable phase relationship with another alternating signal, such as a selected reference signal generated in the signal detector circuit 36. In momentary announcement, sinking , stopping or reversing the rotation of the rotor 41 as a result of the output signal from the encoder circuit 28, the rotor may be selectively shifted to different positions relative to the stator 40 than it would have been if it had continued to rotate without change. This selective shifting causes the phase of the acoustic signal to shift relative to the phase of the reference signal. Such a controlled phase shift of the signal generated by the modulator 32 acts to send measurement information from the borehole, via the drilling mud flow to the surface of the well to be detected by the signal detector circuit 36. Shifting the phase at a given moment means a binary bit "1" ( or "0") and the absence of a phase shift means a binary bit "0" (or "1"). Other signal modulation techniques are usable, and selection of the particular coding, modulation and decoding technique to be used in connection with the modulator 32 is a matter of preference, and a detailed discussion thereof is unnecessary to an understanding of the present invention.

Som vist på fig. 2 er både statoren 40 og rotoren 41 montert inne i et rørformet hus 42 som er press-tilpasset inne i en del av borekraven 43 ved hjelp av de forstørrede ringformede deler 44 og 45 i huset 42, som er i kontakt med den indre overflate av borekraven 43. Et flertall av "0"-ringer 46 og 47 anordner tettende kontakt mellom kraven 43 og huset 42. As shown in fig. 2, both the stator 40 and the rotor 41 are mounted inside a tubular housing 42 which is press-fit inside a part of the drill collar 43 by means of the enlarged annular parts 44 and 45 of the housing 42, which are in contact with the inner surface of the drill collar 43. A plurality of "0" rings 46 and 47 provide sealing contact between the collar 43 and the housing 42.

Statoren 40 er montert ved hjelp av gjengede forbindelser 50 (se også fig. 4b) til en ende av en støtte-struktur 51, plassert fremfor alt inne i huset 42 og låst på plass med en settskrue 56. Rommet mellom enden av den gjengede del av statoren 40 og en tilstøtende skulder på støttestrukturen 51 er fylt med et flertall av "0"-ringer 55. Støttestrukturen 51 blir holdt i et adskilt forhold med den indre vegg av huset 42 ved hjelp av et avstandsstykke 52. Avstandsstykket 52 er festet til støttestrukturen 51 ved hjelp av et flertall sekskant-bolter 53 (bare én av hvilke er vist), og er i sin tur festet til huset 42 vedet flertall av sekskant-bolter 54 (bare én av hvilke er vist). Avstandsstykket 52 er utstyrt med et flertall av atskilte porter for å tillate passering av boreslam i det ringformede rommet som dannes mellom støttestrukturen 51 og den indre vegg av huset 42. The stator 40 is mounted by means of threaded connections 50 (see also fig. 4b) to one end of a support structure 51, placed above all inside the housing 42 and locked in place with a set screw 56. The space between the end of the threaded part of the stator 40 and an adjacent shoulder of the support structure 51 is filled with a plurality of "0" rings 55. The support structure 51 is held in a spaced relationship with the inner wall of the housing 42 by means of a spacer 52. The spacer 52 is attached to the support structure 51 by means of a plurality of hex bolts 53 (only one of which is shown), and is in turn attached to the housing 42 by a plurality of hex bolts 54 (only one of which is shown). The spacer 52 is provided with a plurality of separated ports to allow the passage of drilling mud in the annular space formed between the support structure 51 and the inner wall of the housing 42.

Rotoren 41 er montert for rotasjon på en aksel 60 i motoren 35 (fig. 1) som driver rotoren 41. Rotoren 41 har en rotor-bøssing 59 (fig. 2) styrt nær enden av akselen 60 og tvunget i kontakt med en skulder 61 på akselen 60 av en bøssing 62, som også er styrt på enden av akselen 60. Bøssingen 62 blir tvunget mot rotor-bøssingen 59 ved hjelp av en sekskantmutter 63 som er gjenget på den frie ende av akselen 60. En inspeksjonsport 58 er anordnet for å tillate undersøkelse av stator- og rotor-flikene 71,72 for å måle rotor/stator-atskillelsen og å oppdage slitasje. The rotor 41 is mounted for rotation on a shaft 60 in the motor 35 (Fig. 1) which drives the rotor 41. The rotor 41 has a rotor bushing 59 (Fig. 2) guided near the end of the shaft 60 and forced into contact with a shoulder 61 on the shaft 60 by a bushing 62, which is also guided on the end of the shaft 60. The bushing 62 is forced against the rotor bushing 59 by means of a hex nut 63 which is threaded on the free end of the shaft 60. An inspection port 58 is provided for to allow examination of the stator and rotor tabs 71,72 to measure the rotor/stator separation and to detect wear.

Akselen 60 er understøttet inne i et lagerhus 65 for å rotere rundt en lagerstruktur 66. Lagerhuset 65 er understøttet i en avstand fra den indre vegg i huset 4 2 ved hjelp av et avstandsstykke 67, festet til lagerhuset ved hjelp av sekskantboltene 68, og er i sin tur festet til huset 42 ved hjelp av sekskantboltene 69. The shaft 60 is supported inside a bearing housing 65 to rotate around a bearing structure 66. The bearing housing 65 is supported at a distance from the inner wall of the housing 4 2 by means of a spacer 67, fixed to the bearing housing by means of the hexagon bolts 68, and is in turn attached to the housing 42 by means of the hexagon bolts 69.

Som vist på figurene 2 og 3 strømmer boreslam inn i toppen av huset 4 2 i den retning som er vist ved pilene 70 (fig. 2), gjennom det ringformede rom mellom den ytre vegg av støttestruk-turen 51 og den indre vegg av huset 42, og strømmer gjennom portene i statoren 40 og rotoren 41. Fluidum-strømmen fortsetter forbi det bakre avstandsstykke 67 og til borkronen 22 (fig. 1). Akselen 60 driver rotoren 41 til å avbryte fluidum-strømmene som passerer portene i statoren 40, for å generere et kodet akustisk signal som beveger seg mot strømmen. As shown in Figures 2 and 3, drilling mud flows into the top of the housing 42 in the direction shown by the arrows 70 (Fig. 2), through the annular space between the outer wall of the support structure 51 and the inner wall of the housing 42, and flows through the ports in the stator 40 and the rotor 41. The fluid flow continues past the rear spacer 67 and to the drill bit 22 (Fig. 1). The shaft 60 drives the rotor 41 to interrupt the fluid flows passing the ports in the stator 40 to generate a coded acoustic signal which moves against the flow.

Ifølge den'foreliggende oppfinnelse er rotoren 41 plassertAccording to the present invention, the rotor 41 is placed

i strømretningen nedenfor statoren 40, og dens fliker 72 er slik utformet at de frembringer dynamiske fluidum-krefter som følge av boreslamstrømmen som driver rotoren 41 til en åpen stilling i forhold til statoren 40 hver gang rotoren 41 ikke blir drevet av motoren 35. Mer spesielt, den relative geometri og plassering av statoren 40 og rotoren 41 etablerer dynamisk fluidum-forspenning av rototen 41 til en orientering i hvilken flikene 72 gir minst hindring for fluidum som strømmer gjennom in the flow direction below the stator 40, and its tabs 72 are designed to produce dynamic fluid forces due to the flow of drilling mud which drives the rotor 41 to an open position relative to the stator 40 whenever the rotor 41 is not driven by the motor 35. More particularly , the relative geometry and placement of the stator 40 and the rotor 41 establish dynamic fluid biasing of the rotor 41 to an orientation in which the tabs 72 provide the least obstruction to fluid flowing through

portene i statoren 40.the ports in the stator 40.

Figurene 3a-5c viser trekk av en første utførelse av modulatoren 32 som viser en slik "stabil åpen" oppførsel. Figur 6 identifiserer dimensjoner som er viktige for forståelsen av disse trekkene. Figures 3a-5c show features of a first embodiment of the modulator 32 which shows such "stable open" behaviour. Figure 6 identifies dimensions that are important for the understanding of these features.

De generelle forhold mellom statoren 40 og rotoren 41 i modulatoren 32 er vist på fig. 3a. Som indikert ved pilene, flyter boreslam gjennom huset 4 2 i retning nedover i borehullet, og rotasjon av rotoren 41 genererer et akustisk signal som blir sendt oppover. I motsetning til modulatorer ifølge tidligere kjent teknikk, som vanligvis plasserer rotoren mot strømretnin-gen ovenfor statoren, er rotoren i modulatoren 32 plassert i strømretningen nedenfor statoren. The general relationships between the stator 40 and the rotor 41 in the modulator 32 are shown in fig. 3a. As indicated by the arrows, drilling mud flows through the housing 4 2 in a downward direction in the borehole, and rotation of the rotor 41 generates an acoustic signal which is sent upwards. In contrast to modulators according to prior art, which usually place the rotor against the current direction above the stator, the rotor in the modulator 32 is placed in the current direction below the stator.

Som vist er både statoren 40 og rotoren 41 utstyrt med et flertall av radielt utstrakte fliker 71,72 langs omkretsen, atskilt på en symmetrisk måte rundt koaksiale nav. Flikene utgjør kile-lignende utstikkere, radielt fra navene. Hver flik er definert ved en topp (overflaten mot strømmen), en base (overflaten med strømmen), motsatte radial-vendte sider (overflater som strekker seg utover fra navet som forbinder toppen og basen), As shown, both the stator 40 and the rotor 41 are provided with a plurality of radially extending tabs 71, 72 along the circumference, spaced symmetrically about coaxial hubs. The tabs form wedge-like protrusions, radially from the hubs. Each tab is defined by a top (the surface facing the flow), a base (the surface with the flow), opposite radially-facing sides (surfaces extending outward from the hub connecting the top and base),

og en ende (overflate lengst borte fra og konsentrisk med navet, som støter mot den indre vegg av huset). Alle flikene 71 i statoren 40 er likt konstruert, og alle flikene 72 på rotoren 41 er likt konstruert. Det samme antall fliker er brukt for statoren og rotoren, og antallet seks er funnet passende. Valg av et annet antall er mulig, men vil endre karakteristikken av det genererte signal. and an end (surface farthest from and concentric with the hub, which abuts the inner wall of the housing). All the tabs 71 in the stator 40 are similarly constructed, and all the tabs 72 on the rotor 41 are similarly constructed. The same number of tabs is used for the stator and the rotor, and the number of six is found suitable. Choosing a different number is possible, but will change the characteristics of the generated signal.

For bedre stivhet kan enten statoren eller rotoren 41 eller begge disse bli utstyrt med en kant som omskriver endene på deres fliker. Statoren 40 kan også, alternativt, bli inte-grert i huset 42. Dette valget er basert på beleilig frem-stilling . For better rigidity, either the stator or the rotor 41 or both of these can be provided with an edge circumscribing the ends of their lobes. The stator 40 can also, alternatively, be integrated into the housing 42. This choice is based on convenient manufacturing.

Portene mellom tilstøtende fliker på statoren og rotoren er definert ved periferien av navet og de nærliggende sider av tilstøtende fliker. Det regnes for fordelaktig, men ikke nød-vendig, at de respektive fliker og mellomliggende porter er slik dimensjonert at de er av omtrent den samme størrelse. The ports between adjacent lobes of the stator and rotor are defined by the periphery of the hub and the adjacent sides of adjacent lobes. It is considered advantageous, but not necessary, that the respective tabs and intermediate ports are dimensioned in such a way that they are of approximately the same size.

De 6 flikene 71 på statoren 40 (fig. 3a-3b,4a og 4b) er jevnt fordelt rundt stator-navet. Toppene og basene av stator-flikene 71 er parallelle med hverandre og i rett vinkel med nav-aksen. Sidene på flikene 71 er i alminnelighet radielle i forhold til navaksen, med motsatte sider av hver flik i en vinkel på 30°, og like sider av tilstøtende fliker i en vinkel på 60° i forhold til navaksen (fig. 4a). De innvendige gjenger 50 på innsiden av statornavet (se fig. 4b) frembringer, i tillegg til å forbinde statoren 40 til støttestrukturen 51 som beskrevet ovenfor, en anordning for å justere amplituden av det genererte akustiske signal ved å variere åpningen mellom basen på stator-flikene 71 og toppene på rotor-flikene 72. Stator-flikene 71 er utformet med en ytre bredde Wl, og overflaten av toppene på flikene er lik den ytre bredde W2 og overflaten av basen på fliken (fig. 6). Statorportene er utformet slik at de har like innløps- og utløpsåpninger, hvor de indre og ytre bredder Pl, P3 og innløpsåpningene er de samme som de respektive indre og ytre bredder P2,P4 av utløpsåpningene. The 6 tabs 71 on the stator 40 (fig. 3a-3b, 4a and 4b) are evenly distributed around the stator hub. The tops and bases of the stator tabs 71 are parallel to each other and at right angles to the hub axis. The sides of the tabs 71 are generally radial to the nave axis, with opposite sides of each tab at an angle of 30°, and equal sides of adjacent tabs at an angle of 60° to the nave axis (Fig. 4a). The internal threads 50 on the inside of the stator hub (see Fig. 4b) provide, in addition to connecting the stator 40 to the support structure 51 as described above, a device for adjusting the amplitude of the generated acoustic signal by varying the opening between the base of the stator the tabs 71 and the tops of the rotor tabs 72. The stator tabs 71 are designed with an outer width Wl, and the surface of the tops of the tabs is equal to the outer width W2 and the surface of the base of the tab (Fig. 6). The stator ports are designed so that they have equal inlet and outlet openings, where the inner and outer widths Pl, P3 and the inlet openings are the same as the respective inner and outer widths P2, P4 of the outlet openings.

R6.tor-flikene 72 (fig. 3a,3b og 5a-5c) er jevnt fordelt rundt rotornavet slik at de radielle linjer trukket fra navaksen og gjennom sentrene av flikene 72 danner vinkler på 60° med hverandre, og vinkler på 30° med linjer trukket fra navaksen og gjennom sentrene av tilstøtende rotorporter (se fig. 5a). I likhet med statoren 40 har flikene 72 på rotoren 41 parallelle topper og baser som er i rett vinkel med navaksen. Sidene av flikene 72 skråner imidlertid utover i retning av fluidum-strømmen (positiv skråning). Den utvendige bredden W4 (se fig. 5) og ba-sens overflate (baksiden) av hver rotor-flik 72 er større enn den tilsvarende utvendige bredde W3 og overflaten av dens topp (forside). Fig. 5c illustrerer en foretrukken positiv jevn skråning på 12° for sidene av flikene 72. Andre skråninger på 8° til 30° er også anvendelige. The R6.tor tabs 72 (Figs. 3a,3b and 5a-5c) are evenly distributed around the rotor hub so that the radial lines drawn from the hub axis and through the centers of the tabs 72 form angles of 60° with each other, and angles of 30° with lines drawn from the hub axis and through the centers of adjacent rotor ports (see Fig. 5a). Like the stator 40, the tabs 72 of the rotor 41 have parallel tops and bases which are at right angles to the hub axis. However, the sides of the tabs 72 slope outwards in the direction of the fluid flow (positive slope). The outer width W4 (see Fig. 5) and the base surface (back side) of each rotor blade 72 is greater than the corresponding outer width W3 and the surface of its top (front side). Fig. 5c illustrates a preferred positive uniform slope of 12° for the sides of the tabs 72. Other slopes of 8° to 30° are also applicable.

Som vist på fig. 5a er kantene 74 og 75 av hver rotorflikAs shown in fig. 5a are the edges 74 and 75 of each rotor blade

72 (utformet hvor sidene møter toppen) i en vinkel på 2 7°, og det er også kantene 76 og 77 (utformet hvor siden møter basen). Toppene av rotor-flikene 72 ligger under basene av stator-flikene 71, og den utvendige bredde W3 (fig. 6) og overflate av toppene på hver rotor-flik 72 er mindre enn den tilsvarende utvendige bredde W2 og overflaten av basen på hver stator-flik 71. Rotorportene er utformet på en komplementerende måte, slik at den innvendige bredde P5, den utvendige breddeP7 og overflaten av innløpsåpningen for hver rotorport er større enn den tilsvarende innvendige bredde P2, utvendige bredde P4 og overflate av utløps-åpningen på hver statorport (se fig. 6). Da rotorportene blir utformet av rommet mellom rotor-flikene 72, skråner sidene av portene innover i strømretningen. 72 (designed where the sides meet the top) at an angle of 2 7°, and so are the edges 76 and 77 (designed where the side meets the base). The tops of the rotor tabs 72 lie below the bases of the stator tabs 71, and the outer width W3 (Fig. 6) and surface of the tops of each rotor tab 72 is smaller than the corresponding outer width W2 and the surface of the base of each stator - tab 71. The rotor ports are designed in a complementary way, so that the internal width P5, the external width P7 and the surface of the inlet opening for each rotor port is greater than the corresponding internal width P2, external width P4 and surface of the outlet opening of each stator port (see fig. 6). As the rotor ports are formed by the space between the rotor tabs 72, the sides of the ports slope inwards in the direction of flow.

Som vist på figurene 5a og 5b har hver rotorflik 72 en utboring 80 for å motta maskinskruene 57 (fig. 2) som tjener til å feste flikene 72 til rotorbøssingen 59. As shown in Figures 5a and 5b, each rotor tab 72 has a bore 80 to receive the machine screws 57 (Fig. 2) which serve to secure the tabs 72 to the rotor bushing 59.

Den relative dimensjonering av stator- og rotorfliker 71, 72 som beskrevet, forårsaker at det strømmende boreslam utøver dynamiske krefter på rotoren, slik at modulatoren 32 blir for-spent i en stabil åpen stilling. Når modulatoren 32 er i en ikke-likevekt-stilling som vist på fig. 3b, blir det generert krefter som virker på modulatorens geometri for å forårsake at høyt trykk blir påtrykt én side av rotorflikene 72, og lavt trykk blir påtrykt den andre siden. Disse kreftene tvinger ro-tcr-flikene 72 inn i stillinger direkte nedenfor stator-flikene 71, og bringer dermed stator- og rotorportene på linje for å anordne det største gjennomløp for fluidum gjennom modulatoren 32. The relative dimensioning of stator and rotor tabs 71, 72 as described causes the flowing drilling mud to exert dynamic forces on the rotor, so that the modulator 32 is biased in a stable open position. When the modulator 32 is in a non-equilibrium position as shown in fig. 3b, forces are generated that act on the geometry of the modulator to cause high pressure to be applied to one side of the rotor blades 72, and low pressure to be applied to the other side. These forces force the ro-tcr tabs 72 into positions directly below the stator tabs 71, thereby aligning the stator and rotor ports to provide the greatest passage of fluid through the modulator 32.

Eksempler på stator- og rotordimensjoner for en modulator, utformet som vist på fig. 3a-5c, som utviser stabil åpen virke-måte er vist nedenfor. Disse dimensjonene gir en underlapping mellom rotor og stator på 3,18 mm, og ga tilfredsstillende virkningsgrad med en rotor/stator-atskillelse på 1,59 mm. Dimensjonene er identifisert med henvisning til fig. 6. Examples of stator and rotor dimensions for a modulator, designed as shown in fig. 3a-5c, which exhibit stable open mode is shown below. These dimensions give an underlap between rotor and stator of 3.18 mm, and gave satisfactory efficiency with a rotor/stator separation of 1.59 mm. The dimensions are identified with reference to fig. 6.

Stator 40Stator 40

Antall fliker = 6Number of tabs = 6

Ytre diameter = 114,3 mmOuter diameter = 114.3 mm

Dybde = 15,9 mmDepth = 15.9 mm

Bredde Wl = 23,9 mmWidth Wl = 23.9 mm

Bredde W2 = 23,9 mmWidth W2 = 23.9 mm

Tykkelse = 25,4 mmThickness = 25.4 mm

Nav-diameter = 5 7,2 mmHub diameter = 5 7.2 mm

Portavstand Pl = 15,9 mmPort distance Pl = 15.9 mm

P2 = 15,9 mm P2 = 15.9 mm

P3 = 23,9 mm P3 = 23.9mm

P4 = 23,9 mm P4 = 23.9mm

I IN

Rotor 41Rotor 41

Antall fliker = 6Number of tabs = 6

Ytre diameter = 113,5 mmOuter diameter = 113.5 mm

Dybde = 15,1 mmDepth = 15.1 mm

Bredde W3 = 20,6 mmWidth W3 = 20.6 mm

Bredde W4 = 28,6 mmWidth W4 = 28.6 mm

Tykkelse - 15,9 mmThickness - 15.9 mm

Nav-diameter = 5 7,2 mmHub diameter = 5 7.2 mm

Skråning = 12°Slope = 12°

Portavstand P5 = 15,9 mmPort distance P5 = 15.9 mm

P6 = 9,5 mmP6 = 9.5 mm

P7 = 25,4 mm P7 = 25.4 mm

P8 = 17,5 mm P8 = 17.5 mm

Det har vært påpekt at stabil åpen virkningsgrad ble opp-nådd bare for væskestrømretningen som er vist på fig. 3a. It has been pointed out that stable open efficiency was achieved only for the liquid flow direction shown in fig. 3a.

For væskestrøm i den motsa<J>_te retning vil modulatoren 32 ut-vise den stabile lukkede virkningsgrad som innretninger ifølge tidligere kjent teknikk. For en fritt roterende aksel 60 (ikke drevet og ikke hindret fra å rotere), vil således modulatoren 32 virke som en tilbakeslagsventil som åpner seg som følge, av væs-kestrøm i én retning og lukker seg som følge av væskestrøm i den andre retningen. For liquid flow in the opposite direction, the modulator 32 will exhibit the stable closed efficiency as devices according to prior art. Thus, for a freely rotating shaft 60 (not driven and not prevented from rotating), the modulator 32 will act as a check valve that opens as a result of fluid flow in one direction and closes as a result of fluid flow in the other direction.

Andre utførelser av modulatorer 32 av stabil åpen type kan konstrueres ved å følge de samme prinsipper som anvendt ovenfor. I alminnelighet skal statoren plasseres ovenfor rotoren mot strømretningen. Stator-flikene skal fortrinnsvis ha rette (ikke skrånende) radielt-utstrakte sider, og være dimensjonert slik at flikene og de mellomliggende portene har tilnærmet samme størrel-se. Rotorens tykkelse (fig. 6) skal fortrinnsvis være lik eller mindre enn statorens tykkelse. Sidene på rotorens fliker bør skråne utover i retning med strømmen, med positiv skråning fortrinnsvis på 8° til 30°. Underlapping bør anordnes mellom toppen av rotorflikene og basen av statorflikene (dvs. overflaten av toppen på rotorflikene bør være mindre enn overflaten av basene på statorflikene). Den nødvendige mengde av underlapping vil avhenge av rotorens tykkelse og skråning. Jo tynnere rotoren, desto mindre underlapping vil være nødvendig. Rotor/stator-avstanden bør ikke være for liten. Passende avstand kan bestem-mes empirisk. Mindre avstander gir sterkere signaler, mens Other designs of stable open type modulators 32 can be constructed following the same principles as used above. In general, the stator must be placed above the rotor against the direction of current. The stator tabs should preferably have straight (not sloping) radially extended sides, and be dimensioned so that the tabs and the intermediate ports have approximately the same size. The thickness of the rotor (fig. 6) should preferably be equal to or less than the thickness of the stator. The sides of the rotor blades should slope outwards in the direction of the flow, with a positive slope preferably of 8° to 30°. Underlap should be provided between the top of the rotor blades and the base of the stator blades (ie the surface of the top of the rotor blades should be less than the surface of the bases of the stator blades). The required amount of underlap will depend on the thickness and slope of the rotor. The thinner the rotor, the less underlap will be required. The rotor/stator distance should not be too small. Appropriate distance can be determined empirically. Smaller distances give stronger signals, while

større avstander gir bedre stabil åpen virkningsgrad.larger distances provide better stable open efficiency.

En annen utførelse av modulatoren 32, konstruert ifølge de foregående kriterier, omfatter en stator 85 og en rotor 86 som illustrert på figurene 7a og 7b. Statoren 85 har fem fliker 87, jevnt atskilt rundt periferien av et statornav. Eksempler på stator- og rotordimensjoner for en stabil åpen modulator, utformet som vist på figurene 7a og 7b for drift med rotor/stator-avstand på 2,38 mm, er gitt nedenfor: Another embodiment of the modulator 32, constructed according to the preceding criteria, comprises a stator 85 and a rotor 86 as illustrated in figures 7a and 7b. The stator 85 has five tabs 87, evenly spaced around the periphery of a stator hub. Examples of stator and rotor dimensions for a stable open modulator, designed as shown in Figures 7a and 7b for operation with a rotor/stator spacing of 2.38 mm, are given below:

Stator 85Stator 85

Antall fliker = 5Number of tabs = 5

Ytre diameter = 111,1 mmOuter diameter = 111.1 mm

Dybde = 19,05 mmDepth = 19.05 mm

Bredde Wl = 34,1 mmWidth Wl = 34.1 mm

BreddeW2 = 34,1 mmWidthW2 = 34.1 mm

Tykkelse = 31,8 mmThickness = 31.8 mm

Nav-diameter = 71,4 mmHub diameter = 71.4 mm

Portavstand Pl = 20,6 mmPort distance Pl = 20.6 mm

P2 = 20,6 mm P2 = 20.6 mm

P3 = 32,5 mm P3 = 32.5 mm

P4 = 32,5 mm P4 = 32.5 mm

Rotor 86Rotor 86

Antall fliker = 5Number of tabs = 5

Ytre diameter = 110,3 mmOuter diameter = 110.3 mm

Dybde = 19,05 mmDepth = 19.05 mm

Bredde W3 = 37,8 mmWidth W3 = 37.8 mm

Bredde W4 = 4 7,6 mmWidth W4 = 4 7.6 mm

Tykkelse = 10,3 mmThickness = 10.3 mm

Nav-diameter = 71,4 mmHub diameter = 71.4 mm

Skråning = 30°Slope = 30°

Portavstand P5 = 23,8 mmPort distance P5 = 23.8 mm

P6 = 13,5 mm P6 = 13.5 mm

P7 = 46 mmP7 = 46 mm

P8 = 19,05 mm P8 = 19.05mm

Radielle linjer trukket gjennom sentrene av tilstøtende fliker 87 danner vinkler på 72° med hverandre. De motsatte sider av hver flik 87 danner en vinkel på 36°, og de motstående sider av tilstøtende fliker 87 danner også en vinkel på 36°. Statoren er således symmetrisk, og størrelsen av dens fliker Radial lines drawn through the centers of adjacent tabs 87 make angles of 72° with each other. The opposite sides of each tab 87 form an angle of 36°, and the opposite sides of adjacent tabs 87 also form an angle of 36°. The stator is thus symmetrical, and the size of its lobes

er den samme som størrelsen på dens porter.is the same as the size of its gates.

Rotoren 86 er plassert i strømretningen nedenfor statoren 85, og har likeledes fem fliker 88 jevnt fordelt rundt et sentralt nav. Sidene av flikene 88 skråner utover i strømretningen med en positiv skråning på 30°. Den utvendige bredden W3 av hver rotortopp er noe større enn den utvendige bredde W2 av hver statorflik-base (se endesnitt fig. 7b). Underlapping frembrin-ges mellom stator-flikene 87 og rotor-flikene 88 ved å anordne en større konvergens-vinkel for toppkantene på sidene av rotor-flikene 88 enn for bunnkantene av sidene på stator-flikene 87. Som vist på fig. 7a har de nedre kantene 89 av sidene på hver rotor-flik 85 en vinkel på 52°, og strekker seg radielt utover fra et punkt på rotornavets senterakse. De øvre kanter 90 og 91 på sidene av hver rotor-flik 86, som også har en vinkel på 52°, strekker seg radielt fra et punkt langs flikens senterlin-je, istedenfor fra navakselen. Følgelig, har rotorflikens topp en mindre overflate enn basen på statorf liken 85:. Selv om underlappingen ved hver tilstøtende kant på endene av rotor- og statorflikene er noe negativ (W2-W3 = -0,0625 mm i det ovenstående eksempel), øker underlappingen raskt med flik-dybden mot navet. The rotor 86 is placed in the flow direction below the stator 85, and likewise has five lobes 88 evenly distributed around a central hub. The sides of the tabs 88 slope outwards in the direction of flow with a positive slope of 30°. The outer width W3 of each rotor top is somewhat larger than the outer width W2 of each stator tab base (see end section fig. 7b). Underlap is produced between the stator tabs 87 and the rotor tabs 88 by arranging a greater convergence angle for the top edges of the sides of the rotor tabs 88 than for the bottom edges of the sides of the stator tabs 87. As shown in fig. 7a, the lower edges 89 of the sides of each rotor tab 85 have an angle of 52°, and extend radially outward from a point on the center axis of the rotor hub. The upper edges 90 and 91 on the sides of each rotor blade 86, which also have an angle of 52°, extend radially from a point along the centerline of the blade, instead of from the hub axis. Consequently, the top of the rotor blade has a smaller surface than the base of the stator like 85:. Although the underlap at each adjacent edge of the ends of the rotor and stator lobes is somewhat negative (W2-W3 = -0.0625 mm in the above example), the underlap increases rapidly with lobe depth toward the hub.

Fig. 8 illustrerer en annen utførelse av den foreliggende oppfinnelse, og omfatter en stator 100 plassert mot strømmen ovenfor en rotor 101. Statoren 100 har seks fliker, og ligner på statoren 40 som beskrevet ovenfor under henvisning til fig. Fig. 8 illustrates another embodiment of the present invention, and comprises a stator 100 placed upstream of a rotor 101. The stator 100 has six lobes, and is similar to the stator 40 as described above with reference to fig.

4a og 4b. Størrelsen på stator-flikene 102 og de mellomliggende stator-portene er de samme, og breddene Wl, W2, P3 og P4 er alle like (se fig. 6). Rotoren 101 er slik konstruert at den utvendige bredde W4 av basen på hver flik 103 er lik den utvendige bredden P8 av utløpet for hver port. Forholdet mellom dimensjonene for statoren 100 av rotoren 101 er slik at Wl = W2 = W4 4a and 4b. The size of the stator tabs 102 and the intermediate stator ports are the same, and the widths W1, W2, P3 and P4 are all the same (see Fig. 6). The rotor 101 is so constructed that the outer width W4 of the base of each tab 103 is equal to the outer width P8 of the outlet for each port. The relationship between the dimensions of the stator 100 of the rotor 101 is such that Wl = W2 = W4

= P3 = P4 = P8. Denne utformingen, hvor statorportenes innløps-og utløpsåpninger og rotorportenes utløpsåpninger er av samme størrelse, minimaliserer rotor-skråningens forstyrrelse av fluidum-strømmen når modulatoren er i sin åpne stilling. Dette med-fører fordelen med redusert slitasje og erosjon av rotor-flikene 103 . = P3 = P4 = P8. This design, where the inlet and outlet openings of the stator ports and the outlet openings of the rotor ports are of the same size, minimizes the disturbance of the rotor slope to the fluid flow when the modulator is in its open position. This brings with it the advantage of reduced wear and erosion of the rotor tabs 103.

For å forbedre det akustiske signalet kan rotorens tykkelse bli redusert ved å frese ned toppen av rotoren. Dette reduserer imidlertid underlappingen mellom toppene av rotor-flikene 103 og basene av stator-flikene 102. For å sikre stabil åpen virkningsgrad er det anordnet et område 104 med økende skråning ved at det er laget skår i en innvendig del (nær rotor-navet 105) To improve the acoustic signal, the thickness of the rotor can be reduced by milling the top of the rotor. However, this reduces the underlap between the tops of the rotor tabs 103 and the bases of the stator tabs 102. In order to ensure a stable open efficiency, an area 104 with an increasing slope is arranged by creating a cut in an internal part (near the rotor hub 105 )

i den kanten av sidene på flikene 103 som vender mot strømmen. Disse skårene 104 hjelper de skrånende sidene å etablere dynamiske krefter i fluidet for å frembringe en stabil åpen karakteristikk for modulatoren 32. in that edge of the sides of the tabs 103 that face the current. These notches 104 help the sloped sides establish dynamic forces in the fluid to produce a stable open characteristic for the modulator 32.

Fig. 9 viser en modifikasjon av en delvis skår-konstruksjon av rotoren loi på fig. 8. Rotoren 106 på fig. 9 skiller seg fra rotoren 101 på fig. 8 ved at de utvendige breddene W2, W4 og P4 , P8 ikke er like. Sidene av hver rotor-flik 107 har hver en positiv skråning på omtrent 12°, og hver flik 107 er utstyrt med delvise skår 108 medøkende skråning i likhet med skårene 104 på rotoren 101. Fig. 9 shows a modification of a partial swath construction of the rotor loi in fig. 8. The rotor 106 in fig. 9 differs from the rotor 101 in fig. 8 in that the outer widths W2, W4 and P4, P8 are not equal. The sides of each rotor blade 107 each have a positive slope of approximately 12°, and each blade 107 is provided with partial slats 108 with increasing slope similar to the slats 104 on the rotor 101.

Videre modifikasjoner på de foregående utførelser kan bli utført for å frembringe en modulator som ikke bare utviser den ønskede stabile åpne karakteristikk, men som også vil frembringe en væskestrøm-indusert omrøring for å fjerne rust som har festet seg mellom rotoren og statoren. En slik modifikasjon er illustrert på figurene 10a og 10b, hvor en modulator 34 omfatter en stator 110 og en rotor 113, montert i et hus 42. Statoren 110 er lik den 6-flikete stator 40 som tidligere beskrevet. Sidene av dens fliker 111 er ikke-skrånende, og er generelt radielle i forhold til statorens navakse. Sidene av flikene 111 på rotoren 113 omfatter imidlertid et sentralt skrånende område i likhet med de tidligere beskrevne utførelser, men har også ikke-skrånende for- og bakkant-områder 115,116 som er parallelle med sidene av statorflikene 111 (se utfoldet riss på fig. 10b). Den ytre bredde W3 (fig. 6) av toppen på rotor-fliken 114 som ligger an mot den ikke-skrånende forkantregion 115 er mindre enn den ytre bredde W2 på basen av statorfliken 111, og gir således en underlapping. Den ytre bredde W4 av basen på rotor-fliken 114 som ligger an mot den ikke-skrånende bakkant-region 116 er omtrent den samme som den ytre bredde W3 av toppen. Den ikke-skrånende bakkant-region 116 av hver rotor-flik-side er utformet ved underkutting av den skrånende region tvers over hele dybden av rotorfliken 114. Kantene mellom rotorflik-toppen og forkant-regionen 115 på rotorflik-sidene er fortrinnsvis skarpe for å hjelpe i en skjære-virkning på rust som har festet seg Further modifications to the foregoing embodiments can be made to produce a modulator which not only exhibits the desired stable open characteristic, but which will also produce a fluid flow induced agitation to remove rust which has become lodged between the rotor and the stator. Such a modification is illustrated in Figures 10a and 10b, where a modulator 34 comprises a stator 110 and a rotor 113, mounted in a housing 42. The stator 110 is similar to the 6-lobed stator 40 as previously described. The sides of its lobes 111 are non-sloping, and are generally radial to the stator hub axis. However, the sides of the tabs 111 on the rotor 113 comprise a central sloping area similar to the previously described designs, but also have non-sloping leading and trailing edge areas 115,116 which are parallel to the sides of the stator tabs 111 (see unfolded view in fig. 10b ). The outer width W3 (Fig. 6) of the top of the rotor tab 114 which abuts the non-sloping leading edge region 115 is smaller than the outer width W2 of the base of the stator tab 111, thus providing an underlap. The outer width W4 of the base of the rotor tab 114 abutting the non-sloping trailing edge region 116 is approximately the same as the outer width W3 of the top. The non-sloped trailing edge region 116 of each rotor flap side is formed by undercutting the sloped region across the full depth of the rotor flap 114. The edges between the rotor flap top and the leading edge region 115 on the rotor flap sides are preferably sharp to help in a cutting action on rust that has stuck

i gapet mellom statoren og rotoren.in the gap between the stator and the rotor.

Utformingen av figurene 10a og 10b genererer dynamiske fluidum-krefter som følge av boreslam gjennom direkte anslag og virvelatskillelse som virker på rotoren 113 for å tvinge modulatoren inn i en stabil åpen stilling. Tilbakestillingskreftene i<:>asimut-retningen er imidlertid proporsjonale med vinkelforskyv-ningen, med det resultat at en periodisk bevegelse i form av aerodynamiske vibrasjoner blir satt opp når rotoren ikke blir drevet av akselen. Amplituden og frekvensen av vibrasjonene avhenger av fluidum-strømhastigheten, modulatorens utforming og akselens treghet. Denne vibrasjonen forårsaker at rotor-flikene 114 svinger mellom delvis og helt åpen stilling, og genererer også et akustisk signal hvis frekvens avhenger av vibrasjonstakten. Da vibrasjonstakten er en vibrasjon av strømhas-tigheten, kan modulatorkonstruksjonen på fig. 10a og 10b bli benyttet for overvåkning av strømhastigheten, mens frekvensen av det genererte signal blir overvåket på en kjent måte, f..eks. ved konvensjonelle frekvens-analyseringskretser innlagt i signal-detektorkretsen 36 (fig. 1). The design of figures 10a and 10b generates dynamic fluid forces due to drilling mud through direct impact and vortex shedding acting on the rotor 113 to force the modulator into a stable open position. However, the reset forces in the <:>azimuth direction are proportional to the angular displacement, with the result that a periodic movement in the form of aerodynamic vibrations is set up when the rotor is not driven by the shaft. The amplitude and frequency of the vibrations depend on the fluid flow rate, the design of the modulator and the inertia of the shaft. This vibration causes the rotor flaps 114 to oscillate between partially and fully open positions, and also generates an acoustic signal whose frequency depends on the rate of vibration. As the vibration rate is a vibration of the current speed, the modulator construction in fig. 10a and 10b be used for monitoring the current rate, while the frequency of the generated signal is monitored in a known manner, e.g. by conventional frequency analysis circuits incorporated in the signal detector circuit 36 (fig. 1).

Skjønt spesielle utførelser av den foreliggende oppfinnelse er vist og beskrevet i de foregående eksempler, vil det være klart for fagfolk på det området som oppfinnelsen omhandler at videre endringer og modifikasjoner kan utføres uten å avvike fra oppfinnelsen og dens videre aspekter. Målet med kravene er derfor å dekke alle slike endringer og modifikasjoner som fal-ler innenfor oppfinnelsens ånd og omfang. Although particular embodiments of the present invention have been shown and described in the preceding examples, it will be clear to those skilled in the field to which the invention relates that further changes and modifications can be made without deviating from the invention and its further aspects. The aim of the claims is therefore to cover all such changes and modifications that fall within the spirit and scope of the invention.

Claims (14)

1. Trykkpulsgenerator av den type som brukes for å kommunisere informasjon mellom punkter i et brønnhull via et fluidum som strømmer i en rørstreng, omfattende: et hus innrettet for å forbindes i strengen slik at et fluidum som strøm-mer i strengen i det minste delvis vil strømme gjennom huset; en stator montert fast inne i huset; en rotor montert roterbart inne i huset nær statoren, hvor statoren og rotoren hver har et flertall av atskilte fliker med åpninger mellom dem som presenterer et flertall av porter for passering av fluidum slik at rotering av rotoren i forhold til statoren vil skifte innretnin-gen av de respektive stator- og rotorporter fra en stilling som gir det største fluidum-gjennomløp til en stilling som gir det minste fluidum-gjennomløp, slik at fluidums-strøm gjennom huset vil bli avbrutt til å forårsake generering og transmisjon mot strømmen av et trykkpuls-signal; karakterisert ved : en anordning for å etablere dynamiske fluidum-krefter som følge av fluidum-strømmen gjennom huset som forspenner rotoren generelt i en slik orientering at portene gir det største fluidum-gjennomløp.1. Pressure pulse generator of the type used to communicate information between points in a wellbore via a fluid flowing in a tubing string, comprising: a housing arranged to be connected in the string so that a fluid flowing in the string at least partially will flow through the house; a stator mounted firmly inside the housing; a rotor rotatably mounted within the housing near the stator, the stator and the rotor each having a plurality of separate lobes with openings therebetween presenting a plurality of ports for the passage of fluid such that rotation of the rotor relative to the stator will shift the orientation of the respective stator and rotor ports from a position providing the greatest fluid flow to a position providing the least fluid flow, so that fluid flow through the housing will be interrupted to cause the generation and transmission against the flow of a pressure pulse signal ; characterized by : a device for establishing dynamic fluid forces as a result of the fluid flow through the housing which biases the rotor generally in such an orientation that the ports provide the greatest fluid flow. 2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at kraft-etableringsanordningen omfatter relativ plassering av stator og rotor, og at stator- og rotor-flikene er utformet på en slik måte at generatorens geometri retter strømmen av fluidum til å frembringe kreftene.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the force-establishing device comprises relative positioning of stator and rotor, and that the stator and rotor tabs are designed in such a way that the geometry of the generator directs the flow of fluid to produce the forces. 3. Apparat ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at stator- og rotorflikene har sider, hvor rotoren er plassert'i strømretningen nedenfor statoren, at rotorflikenes sider skråner utover i strømretningen, og at rotorflikene er underlappet i forhold til statorflikene.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the stator and rotor tabs have sides, where the rotor is placed in the flow direction below the stator, that the sides of the rotor tabs slope outwards in the direction of flow, and that the rotor tabs are underlapped in relation to the stator tabs. 4. Apparat ifølge krav 3, karakterisert ved at rotorflikenes sider skråner med en vinkel på 8° til 30°.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the sides of the rotor blades slope at an angle of 8° to 30°. 5. Apparat ifølge krav 1, 2, 3 eller 4, karakterisert ved at antallet av stator-fliker er det samme som antallet av rotor-fliker.5. Apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the number of stator tabs is the same as the number of rotor tabs. 6. Apparat ifølge et av kravene 1 til 5, karakterisert ved at størrelsen av stator- og rotorfliker er generelt den samme som størrelsen av de respektive mellomliggende stator- og rotorporter.6. Apparatus according to one of claims 1 to 5, characterized in that the size of the stator and rotor tabs is generally the same as the size of the respective intermediate stator and rotor ports. 7. Apparat ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at både stator- og rotorflikene har topp-overflater som vender mot strømmen og base-overflater som vender med strømmen, og hvor basene av toppene på rotorflikene er mindre enn flatene på basene for de tilsvarende statorflikene.7. Apparatus according to one of claims 1 to 6, characterized in that both the stator and rotor blades have top surfaces facing the current and base surfaces facing the current, and where the bases of the tops of the rotor blades are smaller than the surfaces of the bases for the corresponding stator tabs. 8. Apparat ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert ved at de ytre breddene av toppene på rotor-flikene er mindre enn de ytre breddene på basene for de tilsvarende statorflikene.8. Apparatus according to one of claims 1 to 7, characterized in that the outer widths of the tops of the rotor tabs are smaller than the outer widths of the bases of the corresponding stator tabs. 9. Apparat ifølge et av kravene 1 til 7, karakterisert ved at de ytre bredder av ttoppene på rotor-flikene er de samme som de ytre breddene av basene på de tilsvarende statorflikene, og kantene av rotorflikene som dannes hvor sidene møter toppene av rotorflikene konvergerer mot navet med en konvergensvinkel som er større enn for kantene av stator-flikene som dannes hvor sidene møter basene av stator-flikene.9. Apparatus according to one of claims 1 to 7, characterized in that the outer widths of the tops of the rotor tabs are the same as the outer widths of the bases of the corresponding stator tabs, and the edges of the rotor tabs formed where the sides meet the tops of the rotor tabs converge towards the hub with a convergence angle greater than that of the edges of the stator lobes formed where the sides meet the bases of the stator lobes. 10. Apparat ifølge et av kravene 1 til 9, karakterisert ved at rotorflikene har topp-overflater mot strømmen, og rotorsidene omfatter regioner av øket skråning ved de kantene som dannes hvor sidene møter toppene.10. Apparatus according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotor blades have peak surfaces facing the flow, and the rotor sides comprise regions of increased slope at the edges that are formed where the sides meet the peaks. 11. Apparat ifølge et av kravene 1 til 10, karakterisert ved at generatoren videre omfatter en anordning for å etablere ytterligere dynamiske fluidum-krefter som følge av fluidumstrømmen gjennom huset, som forårsaker at rotoren svinger med en bevegelse i form av aerodynamiske vibrasjoner når rotoren er plassert i den orientering hvor portene gir det største fluidum-gjennomløp.11. Apparatus according to one of claims 1 to 10, characterized in that the generator further comprises a device for establishing further dynamic fluid forces as a result of the fluid flow through the housing, which causes the rotor to oscillate with a movement in the form of aerodynamic vibrations when the rotor is placed in the orientation where the ports provide the greatest fluid flow. 12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert ved at anordningen for etablering av ytterligere krefter omfatter utforming av rotor-flikene på en slik måte at rotorgeometri-en retter strømmen av fluidum for å frembringe tilleggskreftene.12. Apparatus according to claim 11, characterized in that the device for establishing additional forces comprises designing the rotor blades in such a way that the rotor geometry directs the flow of fluid to produce the additional forces. 13. Apparat ifølge krav 12, karakterisert ved at rotorflikene har baser i strømretningen, og at anordningen for etablejring av tilleggskrefter omfatter at rotorflikenes sider har underskårne, ikke-skrånende bakkant-regioner ved de kanter som dannes ved at sidene møter basene.13. Apparatus according to claim 12, characterized in that the rotor blades have bases in the flow direction, and that the device for establishing additional forces comprises that the sides of the rotor blades have undercut, non-sloping trailing edge regions at the edges formed by the sides meeting the bases. 14. Apparat ifølge krav 13, karakterisert ved at rotorflikene har topper mot strømmen, og at rotorflikenes sider har ikke-skrånende forkantregioner ved de kantene som dannes ved at sidene møter toppene.14. Apparatus according to claim 13, characterized in that the rotor blades have peaks against the flow, and that the sides of the rotor blades have non-sloping leading edge regions at the edges formed by the sides meeting the peaks.
NO844026A 1983-10-24 1984-10-08 PRESSURE PULSE GENERATOR NO844026L (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US54531383A 1983-10-24 1983-10-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO844026L true NO844026L (en) 1985-04-25

Family

ID=24175728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO844026A NO844026L (en) 1983-10-24 1984-10-08 PRESSURE PULSE GENERATOR

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0140788A3 (en)
AU (1) AU3459984A (en)
BR (1) BR8405278A (en)
CA (1) CA1228909A (en)
ES (1) ES8601384A1 (en)
NO (1) NO844026L (en)
OA (1) OA07846A (en)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1268052A (en) * 1986-01-29 1990-04-24 William Gordon Goodsman Measure while drilling systems
US6219301B1 (en) * 1997-11-18 2001-04-17 Schlumberger Technology Corporation Pressure pulse generator for measurement-while-drilling systems which produces high signal strength and exhibits high resistance to jamming
US6970398B2 (en) 2003-02-07 2005-11-29 Schlumberger Technology Corporation Pressure pulse generator for downhole tool
US7327634B2 (en) 2004-07-09 2008-02-05 Aps Technology, Inc. Rotary pulser for transmitting information to the surface from a drill string down hole in a well
NO325613B1 (en) * 2004-10-12 2008-06-30 Well Tech As Wireless data transmission system and method in a production or injection well using fluid pressure fluctuations
US7330397B2 (en) 2005-01-27 2008-02-12 Schlumberger Technology Corporation Electromagnetic anti-jam telemetry tool
US9238965B2 (en) 2012-03-22 2016-01-19 Aps Technology, Inc. Rotary pulser and method for transmitting information to the surface from a drill string down hole in a well
CA2889922C (en) 2012-11-06 2016-01-19 Evolution Engineering Inc. Fluid pressure pulse generator and method of using same
US9574441B2 (en) 2012-12-17 2017-02-21 Evolution Engineering Inc. Downhole telemetry signal modulation using pressure pulses of multiple pulse heights
WO2014094160A1 (en) 2012-12-17 2014-06-26 Evolution Engineering Inc. Mud pulse telemetry apparatus with a pressure transducer and method of operating same
US10753201B2 (en) 2012-12-17 2020-08-25 Evolution Engineering Inc. Mud pulse telemetry apparatus with a pressure transducer and method of operating same
US9874092B2 (en) 2014-06-25 2018-01-23 Evolution Engineering Inc. Fluid pressure pulse generator for a downhole telemetry tool
US9840909B2 (en) 2014-06-25 2017-12-12 Evolution Engineering Inc. Flow bypass sleeve for a fluid pressure pulse generator of a downhole telemetry tool
US9840910B2 (en) 2014-06-25 2017-12-12 Evolution Engineering Inc. Fluid pressure pulse generator for a downhole telemetry tool
CA2895681A1 (en) 2014-06-27 2015-12-27 Evolution Engineering Inc. Fluid pressure pulse generator for a downhole telemetry tool
CA2895680A1 (en) 2014-06-27 2015-12-27 Evolution Engineering Inc. Fluid pressure pulse generator for a downhole telemetry tool
US9670774B2 (en) 2014-06-27 2017-06-06 Evolution Engineering Inc. Fluid pressure pulse generator for a downhole telemetry tool
US9540926B2 (en) 2015-02-23 2017-01-10 Aps Technology, Inc. Mud-pulse telemetry system including a pulser for transmitting information along a drill string
CN108138564A (en) 2015-10-21 2018-06-08 哈利伯顿能源服务公司 Mud-pulse telemetry tool including low torque valve
WO2017079829A1 (en) * 2015-11-12 2017-05-18 Evolution Engineering Inc. Fluid pressure pulse generator for a telemetry tool
US10465506B2 (en) 2016-11-07 2019-11-05 Aps Technology, Inc. Mud-pulse telemetry system including a pulser for transmitting information along a drill string
US10180059B2 (en) 2016-12-20 2019-01-15 Evolution Engineering Inc. Telemetry tool with a fluid pressure pulse generator
US10323511B2 (en) 2017-02-15 2019-06-18 Aps Technology, Inc. Dual rotor pulser for transmitting information in a drilling system
CA3009855C (en) 2017-07-14 2023-12-19 Evolution Engineering Inc. Fluid pressure pulse generator and flow bypass sleeve for a telemetry tool
CA3161876A1 (en) 2019-12-18 2021-06-24 Baker Hughes Oilfield Operations, Llc Oscillating shear valve for mud pulse telemetry and operation thereof
GB2610747B (en) 2020-06-02 2024-05-22 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Angle-depending valve release unit for shear valve pulser
CN115898382B (en) * 2021-09-30 2024-06-25 中国石油化工股份有限公司 Mud pulse generation system based on two-way communication

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3770006A (en) * 1972-08-02 1973-11-06 Mobil Oil Corp Logging-while-drilling tool

Also Published As

Publication number Publication date
EP0140788A2 (en) 1985-05-08
BR8405278A (en) 1985-08-27
EP0140788A3 (en) 1986-01-29
CA1228909A (en) 1987-11-03
AU3459984A (en) 1985-05-09
OA07846A (en) 1986-11-20
ES537000A0 (en) 1985-10-16
ES8601384A1 (en) 1985-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO844026L (en) PRESSURE PULSE GENERATOR
US4785300A (en) Pressure pulse generator
US5740126A (en) Turbo siren signal generator for measurement while drilling systems
US4847815A (en) Sinusoidal pressure pulse generator for measurement while drilling tool
US5636178A (en) Fluid driven siren pressure pulse generator for MWD and flow measurement systems
US10669843B2 (en) Dual rotor pulser for transmitting information in a drilling system
RU2581616C2 (en) Determination of downhole natural-pressure motor rpm
US6714138B1 (en) Method and apparatus for transmitting information to the surface from a drill string down hole in a well
US9828852B2 (en) Fluid pressure pulse generator and method of using same
EP0916807B1 (en) Pressure pulse generator for measurement-while-drilling systems which produces high signal strength and exhibits high resistance to jamming
US7327634B2 (en) Rotary pulser for transmitting information to the surface from a drill string down hole in a well
US8151905B2 (en) Downhole telemetry system and method
EP0747571B1 (en) Downhole pressure pulse generator
EP0325047B1 (en) Signal transmitters
US9528371B2 (en) Fluid pressure pulse generating apparatus and method of using same
NO312482B1 (en) Integrated sludge pulse generator with turbine powered electric generator for measurement while drilling a well
CN104334831A (en) Rotary pulser and method for transmitting information to the surface from a drill string down hole in a well
US9500075B2 (en) Measurement while drilling fluid pressure pulse generator
US4345480A (en) Rotary flow meter
GB2265643A (en) Borehole data transmission apparatus
NO137336B (en) DEVICE FOR TRANSMISSION OF DATA SIGNALS FROM A BOREHOLE TO THE SURFACE