[發明專利]一種剪切閥脈沖發生裝置

有效

• 申請號: 202111191340.3
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113982570B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 周小昆;趙席;牛莎莎;張偉
• 申請（專利權）人: 湖北弘華長技機電有限公司
• 主分類號: E21B47/18
• 分類號: E21B47/18
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 鄭向群

本發明公開了一種剪切閥脈沖發生裝置，包括高溫驅動機構、減速機構以及憋壓執行機構，所述高溫驅動機構通過所述減速機構驅動所述憋壓執行機構，所述高溫驅動機構中設置有耐高溫電機，所述憋壓執行機構包括安裝筒、旋轉輪以及泄流器，所述旋轉輪轉動連接至所述安裝筒中并與所述減速機構的旋轉軸連接，所述泄流器固定至所述安裝筒中并與所述旋轉輪同軸排布，所述旋轉輪上設置有泄壓孔，所述泄流器上設置有泄流孔，所述旋轉輪與所述泄流器緊貼，所述安裝筒的兩端僅通過所述泄壓孔與所述泄流孔連通。

技術領域

本發明涉及石油鉆探領域，更具體地，涉及一種剪切閥脈沖發生裝置。

背景技術

隨著國內外石油行業的迅速崛起，無線隨鉆測斜儀得到了較快發展及更新換代，由于很多地區的巖層固有難鉆進的特性，導致很多底層石油難以開采，加之井下溫度較高，如新疆，四川等處的井下溫度接近160℃，這樣普通儀器耐不了那么高的溫度，或普通儀器下井到底，溫度過高會導致儀器使用壽命大大縮短。普通鉆井儀器脈沖發生裝置大都是電磁閥結構，在泥漿比重較高或者鉆井液不良的情況下，導致直線運動結構的電磁閥動力組合被泥漿或者井底砂石堵塞，導致儀器工作不正常，事故率較高，也增加了鉆井成本。在這種環境下，耐高溫的并且不容易被泥漿或者砂石堵住的儀器成為了高溫井、含沙量大的井的主流趨勢。

目前針對上述使用環境的脈沖發生裝置主要分為普通油囊式結構的脈沖發生裝置和活塞式結構的脈沖發生裝置，因為橡膠油囊固有特性，油囊式儀器耐高溫溫度一般在125℃左右，活塞式儀器耐高溫溫度在150℃左右。這兩種結構的脈沖發生裝置其原理都是電磁閥的直線運動帶動機械桿直線運動，產生壓力波。泥漿比重在1.5以下使用還可以。國內很多區域的巖層很難鉆進，致使泥漿比重增加。泥漿比重高的能達到2.5左右，這樣普通儀器在井下很容易堵住，故障率很大。國外純進口的液壓結構的脈沖發生裝置，雖然能滿足高溫150℃和高比重泥漿的性能，但是維修成本較大，維修周期長，換配件的成本較高。

因此，需要一種新型的脈沖發生裝置，能夠解決上述問題。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種耐高溫脈沖發生的新技術方案。

根據本發明的第一方面，提供了一種剪切閥脈沖發生裝置，包括高溫驅動機構、減速機構以及憋壓執行機構，所述高溫驅動機構通過所述減速機構驅動所述憋壓執行機構，所述高溫驅動機構中設置有耐高溫電機，所述憋壓執行機構包括安裝筒、旋轉輪以及泄流器，所述旋轉輪轉動連接至所述安裝筒中并與所述減速機構的旋轉軸連接，所述泄流器固定至所述安裝筒中并與所述旋轉輪同軸排布，所述旋轉輪上設置有泄壓孔，所述泄流器上設置有泄流孔，所述旋轉輪與所述泄流器緊貼，所述安裝筒的兩端僅通過所述泄壓孔與所述泄流孔連通。

通過本方案，通過耐高溫電機帶動減速機構轉動，通過減速機構帶動旋轉輪轉動，實現泄壓孔與泄流孔周期性的通斷，當閉合時候，泥漿基本不流通，在安裝筒內憋鉆井液壓力，此區域局部壓力上升，產生壓力信號。當打開時候，此處鉆井液流通順暢，壓力信號消失。通過周期性的壓力增長與下降，產生脈沖發生裝置周期性波形。并通過一系列的地面系統解碼，提供我們需要的鉆井數據；由于減速機構的存在，高溫電機遠離憋壓執行機構，能夠在遠離高溫區域，而且利用旋轉輪的旋轉實現壓力脈沖，相較于傳統的電磁閥以及活塞式結構耐熱性能更強，且更適合在泥漿比重高的環境中使用。

優選地，所述泄流器包括泄流盤以及封堵機構，所述泄流孔均勻布置于所述泄流盤上，所述封堵機構與所述泄流盤相配合以均勻封堵部分所述泄流孔。

通過本方案，旋轉盤與泄流盤相配合實現脈沖的發生，而封堵機構能夠封堵部分泄流孔，使泄流孔的密度降低，使旋轉盤在轉速恒定的前提下，降低脈沖頻率，從而無需控制高溫電機，也無需控制減速機構進行復雜的動作即可實現脈沖的頻率調節，使本裝置的控制更加簡單，提高在高溫環境中的使用壽命。

優選地，所述旋轉輪上僅設置一個所述泄壓孔，所述泄壓孔的兩側設置有平衡塊。