[實(shí)用新型]井下泥漿正脈沖發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220729672.2
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN203114282U
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張亞軍;李曉東;郭留洋;曹海軍;劉立揚(yáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 西安思坦儀器股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B47/24
• 分類號(hào): E21B47/24
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 姚敏杰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于石油隨鉆測量領(lǐng)域，涉及一種泥漿脈沖發(fā)生器，尤其涉及一種通過泥漿波傳輸井底測量信號(hào)的井下泥漿正脈沖發(fā)生器。

背景技術(shù)

石油隨鉆測井是利用安裝在鉆鋌內(nèi)的儀器測得鉆井參數(shù)和地層參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)及時(shí)調(diào)整鉆頭軌跡，使之沿目的層方向鉆進(jìn)。由于隨鉆測井獲得的地層參數(shù)最接近地層的原始狀態(tài)，更有利于對(duì)復(fù)雜地層的含油、氣評(píng)價(jià)。隨鉆測井儀器放在無磁鉆鋌內(nèi)，可以測量定向參數(shù)（井斜、方位、工具面角）、地層參數(shù)（伽馬、電阻率、聲速、中子孔隙度、密度等）以及鉆井參數(shù)（鉆壓、扭矩、轉(zhuǎn)速、環(huán)空壓力等）等。隨鉆測井的信號(hào)傳輸方式分為有線與無線兩種，有線傳輸包括：電纜傳輸、特種鉆桿傳輸及光纖傳輸?shù)龋瑹o線傳輸包括：泥漿脈沖、電磁波、聲波等。泥漿脈沖可用于深井并且開發(fā)成本較低，使得泥漿脈沖成為目前廣泛采用的傳輸方式。

泥漿脈沖發(fā)生器作為隨鉆測井的核心部分，按其工作原理可分為：正脈沖、負(fù)脈沖以及連續(xù)波脈沖發(fā)生器。負(fù)脈沖由于對(duì)井壁破壞嚴(yán)重，下井儀器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組裝、操作和維修不便，很少使用。連續(xù)波脈沖的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，但其信號(hào)相對(duì)較弱，受噪聲干擾影響相對(duì)較大，對(duì)信號(hào)處理系統(tǒng)要求較高。泥漿正脈沖發(fā)生器使用最為普遍，它是將被測參數(shù)進(jìn)行編碼，由它控制泥漿脈沖發(fā)生器的伺服閥，當(dāng)編碼為“1”時(shí)，伺服閥上移，使泥漿節(jié)流產(chǎn)生回壓，通過立管的壓力傳感器可檢測到一個(gè)正壓力脈沖，當(dāng)編碼為“0”時(shí)，伺服閥復(fù)位，使泥漿壓力降至正常。地面設(shè)備通過對(duì)立管壓力信號(hào)的解碼讀取井下儀器測得的參數(shù)。

泥漿脈沖發(fā)生器是隨鉆測井參數(shù)上傳到地面的通道，其可靠性至關(guān)重要，而現(xiàn)有的泥漿脈沖發(fā)生器存在著種種問題，諸如針孔連接方式在井下振動(dòng)環(huán)境下引起的電氣虛連接，平衡油囊被腐蝕或漏油而導(dǎo)致儀器內(nèi)部壓力不能平衡井下壓力，井斜過大或者下鉆速度過快造成儀器脫鍵而導(dǎo)致無信號(hào)的問題，儀器不可打撈，出現(xiàn)卡鉆時(shí)儀器報(bào)廢等。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種工作可靠以及可用于無線隨鉆系統(tǒng)產(chǎn)生泥漿正脈沖信號(hào)的井下泥漿正脈沖發(fā)生器。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：本實(shí)用新型提供了一種井下泥漿正脈沖發(fā)生器，其特殊之處在于：所述井下泥漿正脈沖發(fā)生器包括泥漿壓力產(chǎn)生組件以及將泥漿壓力轉(zhuǎn)換為泥漿正脈沖的泥漿正脈沖轉(zhuǎn)換組件；所述泥漿壓力產(chǎn)生組件包括外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)壁上的主閥座、設(shè)置在外殼內(nèi)部的并可沿外殼的軸向進(jìn)行軸向移動(dòng)的主軸以及套裝在主軸上并與主閥座位置相對(duì)應(yīng)的主閥芯；所述外殼包括泥漿入口以及泥漿出口；所述泥漿入口通過主閥芯與泥漿出口相貫通；所述主軸的軸向設(shè)置有貫通主軸軸向的軸向通孔；所述軸向通孔的頂部與泥漿入口相貫通；所述泥漿正脈沖轉(zhuǎn)換組件止靠在軸向通孔的底部。

上述泥漿正脈沖轉(zhuǎn)換組件包括保護(hù)筒、外殼，設(shè)置在外殼內(nèi)部的電磁組件、主彈簧以及動(dòng)力活塞組件；所述主軸的底部伸入外殼中，所述動(dòng)力活塞組件螺紋連接在伸入保護(hù)筒中的主軸上并沿主軸的軸向與保護(hù)筒的內(nèi)壁之間進(jìn)行軸向移動(dòng)；所述動(dòng)力活塞組件與電磁組件之間設(shè)置有空腔；所述主彈簧套裝在主軸上并設(shè)置在動(dòng)力活塞組件與電磁組件之間所形成的空腔中；所述電磁組件止靠在軸向通孔的底部；所述主軸與保護(hù)筒之間設(shè)置有縫隙；所述縫隙與泥漿出口相貫通；所述動(dòng)力活塞組件與電磁組件之間所形成的空腔通過動(dòng)力活塞組件與主軸和保護(hù)筒之間所形成的縫隙相貫通；所述軸向通孔的底部通過電磁組件與動(dòng)力活塞組件與電磁組件之間所形成的空腔相貫通。

上述動(dòng)力活塞組件沿軸向向上方向受泥漿作用的面積大于主閥芯在主閥座處沿軸向向下受泥漿作用的面積。

上述動(dòng)力活塞組件包括活塞筒、動(dòng)力活塞以及設(shè)置在動(dòng)力活塞上的溢流閥，所述動(dòng)力活塞組件溢流閥成對(duì)設(shè)置在動(dòng)力活塞上。

上述主軸上設(shè)置有螺紋；所述動(dòng)力活塞組件螺紋連接在主軸上；所述活塞筒固定在保護(hù)筒與電磁閥殼體之間；所述動(dòng)力活塞組件與電磁組件之間所形成的空腔通過溢流閥與主軸和保護(hù)筒之間所形成的縫隙相貫通。

上述電磁組件包括銜鐵、環(huán)繞設(shè)置在銜鐵周圍的線圈以及作用于銜鐵上并對(duì)銜鐵進(jìn)行斷電復(fù)位的復(fù)位組件；所述銜鐵的前端面呈球頭或弧形；所述銜鐵的前端面止靠在軸向通孔的底部。

上述復(fù)位組件包括設(shè)置在銜鐵前端的平衡活塞以及設(shè)置在銜鐵后端的彈簧；所述平衡活塞與銜鐵之間設(shè)置有空腔；所述空腔中灌注有硅油或液壓油。

上述泥漿正脈沖轉(zhuǎn)換組件還包括設(shè)置在外殼底部并與外殼相連的下殼體；所述下殼體上的側(cè)壁上設(shè)置有壓差傳感器；所述壓差傳感器與平衡活塞和銜鐵之間所形成的空腔之間設(shè)置有流體通道。