[實用新型]一種井下泥漿脈沖信號的產生裝置

有效

• 申請號: 201320838047.6
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN203626824U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 劉策;李敬;吳素明;王華平;梁任岳;任威
• 申請（專利權）人: 貝茲維儀器(蘇州)有限公司
• 主分類號: E21B47/18
• 分類號: E21B47/18
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

技術領域

本實用新型屬于井下勘測儀器領域，涉及一種泥漿脈沖發生器，具體地說是一種井下泥漿脈沖信號的產生裝置。

背景技術

近年來，隨著石油、天然氣、煤氣以及地質勘探的鉆井技術的不斷發展，MWD(MeasureWhileDrilling，隨鉆測量)、LWD(LoggingWhileDrilling，隨鉆錄井)等無線隨鉆工具在市場上的應用越來越廣泛。脈沖發生器是無線隨鉆測量系統最重要的組成部分，主要通過泥漿的壓力波傳輸信號。泥漿脈沖傳輸的基本原理是井下傳感器測量到的信號經編碼，由脈沖發生器的驅動控制電路，驅動泥漿脈沖發生器的錐閥、旋轉閥或轉子等工作，產生截流效應，從而產生泥漿壓力脈沖，壓力脈沖經鉆桿柱中的泥漿傳遞到地面，地面立柱安裝的壓力傳感器接收壓力脈沖信號，經過濾波整形后，由地面的解碼系統解碼，從而獲得井下傳遞上來的隨鉆數據信號。

目前泥漿脈沖傳輸方式主要是負脈沖、正脈沖和連續波脈沖三種。泥漿負脈沖發生器的工作原理如圖1所示，是通過開啟一個泄流閥，可使鉆柱內的泥漿經泄流閥與鉆鋌上的泄流孔到井眼環空，從而引起鉆柱內部的泥漿壓力降低，從而可以獲得數值為負的脈沖信號。但是由于需要在鉆鋌上開設泄流孔，容易對鉆柱造成損害，對零部件的沖蝕作用比較強，并且傳輸速度也無法滿足現在的需求，已經漸入頹勢。

泥漿正脈沖發生器的工作原理如圖2所示，是通過改變泥漿正脈沖發生器中針閥與小孔的相對位置，即隨著針閥的位置的不斷改變，可以改變流道的截面積，從而引起鉆柱內部的泥漿壓力的升高，繼而可以獲得數值為正的脈沖信號。但是無論是負脈沖發生器還是正脈沖發生器其傳輸隨鉆數據信號的速度都比較慢，無法滿足現在行業內對隨鉆數據信號的傳輸速度的需求。

連續波脈沖發生器如圖3所示，其工作原理主要是轉子在泥漿的作用下產生旋轉，在轉子的上部安裝和轉子相等葉片數量的定子，在旋轉時轉子的過流端面與定子的過流端面相對應的變化而產生連續的正弦壓力波，并傳遞給地面接收裝置。連續波的信號比較強，容易接收，接收速度較快。但是由于每時每刻的壓力數值都會發生變化，就會產生多個連續的壓力數值，而現有的相關技術還不夠完善，容易受噪聲干擾的影響，其接收到的隨鉆數據信號的準確性就難以保證，導致整體精度不夠。

實用新型內容

為此，本實用新型所要解決的技術問題在于現有技術中壓力信號傳遞速度慢，精度不高，從而提出一種可以快速準確的井下泥漿脈沖信號的發生裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種井下泥漿脈沖信號的產生裝置，包括外殼及設置在所述外殼內部的脈沖發生器，其中所述脈沖發生器包括

多個驅動閥門，每一所述驅動閥門內置傳感器，將檢測到的泥漿壓力號和閥門的運動距離信號傳遞給控制系統；

驅動桿，與所述驅動閥門一一連接，控制所述驅動閥門的上下移動；

限動座，設置在所述驅動閥門外側，與所述驅動閥門大小、形狀相匹配，通過兩個所述限動座限制所述驅動閥門移動的區域大小；

多個泥漿通道，通過所述驅動閥門與所述限動座的貼合程度控制所述泥漿通道的開啟與關閉。

進一步地所述驅動閥門數量為4個。

進一步地所述驅動閥門可以多個合并使用，減少所述泥漿通道的數量。

進一步地所述傳感器為壓力及距離傳感器。

進一步地所述驅動閥門受泥漿作用面積大于所述限動座受泥漿作用面積。

進一步地所述驅動閥門受泥漿作用面積小于所述限動座受泥漿作用面積。

進一步地所述限動座限制所述驅動閥門向上移動的區域大小。

進一步地所述限動座限制所述驅動閥門向下移動的區域大小。

進一步地所述驅動桿上設有用于檢測所述驅動桿推進尺寸的位移檢測器。

進一步地所述位移檢測器采用電阻測量方式或者采用電磁位置觸發測量方式。

本實用新型的上述技術方案相比現有技術具有以下優點：

（1）本實用新型所述的一種井下泥漿脈沖信號的產生裝置，包括多個驅動閥門，所述驅動閥門內置傳感器，將檢測到的泥漿壓力和信號和驅動桿的位移信號傳遞到控制系統。多個驅動閥門的設置，使得產生的泥漿脈沖信號的種類更多，而不是單一的只有“0”和“1”或者只有“0”和“-1”這兩種狀態并且由于獨立的通信系統的存在，不僅可以有效的保證了整體的傳輸速度，也使得檢測的精度有了一定的保證。同時可以結合如QPSK，QAM，OFDM等多種調制方式，進一步提高數據傳輸速率。