專利名稱：井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于石油隨鉆測量領域，涉及一種井下泥漿脈沖發(fā)生器，尤其涉及一種通過泥漿波傳輸井底測量信號的井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器。
背景技術：
石油隨鉆測量領域利用測得的鉆井參數(shù)和地層參數(shù)及時調整鉆頭軌跡，使之沿目的層方向鉆進，而且隨鉆測井獲得的地層參數(shù)最接近地層的原始狀態(tài)，更有利于對復雜地層的含油、氣評價。隨鉆測井儀器放在無磁鉆鋌內(nèi)，除測量定向參數(shù)(井斜、方位、工具面角)、伽馬、電阻率、聲速、中子孔隙度、密度等常規(guī)測井外，還可測量鉆壓、扭矩、轉速、環(huán)空壓力等鉆井參數(shù)。隨鉆測井的信號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)?，無線傳輸包括:泥衆(zhòng)脈沖、電磁波、聲波等。泥衆(zhòng)脈沖可用于深井以及較低的開發(fā)成本，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)生器作為隨鉆測量的核心部分，按其工作原理可分為:正脈沖、負脈沖以及連續(xù)波脈沖發(fā)生器。負脈沖由于對井壁破壞嚴重，下井儀器的結構復雜，組裝、操作和維修不便，很少使用。泥漿正脈沖發(fā)生器使用普遍，但是傳輸速率較低，隨著技術的發(fā)展，已不能滿足大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)男枰＿B續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器的優(yōu)點是傳輸速度快，是目前重點發(fā)展的技術之一。連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器是隨鉆測井系統(tǒng)的核心部分，而現(xiàn)有的連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器存在著種種問題，諸如針孔連接方式在井下振動環(huán)境下引起的電氣虛連接，平衡油囊被腐蝕或漏油而導致壓力不足不能平衡井下壓力，井斜過大或者下鉆速度過快造成儀器脫鍵而導致無信號的問 題，儀器不可打撈，出現(xiàn)卡鉆時儀器報廢等。連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器信號相對較弱，受噪聲干擾影響相對較大，對信號處理系統(tǒng)要求較高。

實用新型內(nèi)容為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本實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)生泥漿脈沖信號的井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器。本實用新型的技術解決方案是:本實用新型提供了一種井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，其特殊之處在于:所述井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器包括連續(xù)波脈沖產(chǎn)生組件以及用于驅動連續(xù)波產(chǎn)生組件工作的驅動組件；所述連續(xù)波脈沖產(chǎn)生組件包括外殼，自上而下依次設置在外殼內(nèi)部的定子以及可繞外殼的軸向進行軸向旋轉的轉子；所述定子與轉子上并沿外殼的軸向方向均設置有泥漿過流孔；所述外殼的上端設置有端蓋；所述端蓋上設置有用于泥漿通過的通孔；所述定子上的泥漿過流孔與端蓋上的通孔相貫通；所述轉子上的過流孔與外殼的側面開口相貫通；所述驅動組件帶動轉子轉動。上述驅動組件包括保護筒、設置在外殼內(nèi)部的電機以及在保護筒內(nèi)部可進行繞保護筒的軸向轉動及軸向移動的主軸；所述電機與主軸相連；所述主軸通過鍵與轉子相連。上述主軸整體剖面呈十字型；所述主軸的軸向設置的貫通主軸軸向的軸向通孔；所述定子以及轉子的軸向均設置有可使主軸伸入的通心孔；所述主軸的一端依次伸入轉子以及定子的通心孔中，并通過鍵與轉子固定連接；所述主軸伸出定子的端部上設置有與軸向通孔位置相對應的傳壓活塞；所述主軸與保護筒之間設置有上層密閉空腔；所述主軸與電機之間設置有下層密閉空腔；所述上層密閉空腔以及下層密閉空腔中灌注有硅油或液壓油；所述主軸與電機相連一端的軸向通孔與下層密閉空腔相貫通；所述主軸在泥漿壓力以及硅油或液壓油的作用下可沿電機的軸向進行軸向滑動。上述驅動組件還包括設置在電機與主軸之間并用于連接電機與主軸的聯(lián)軸器；所述聯(lián)軸器過盈安裝在主軸下端，側孔與主軸上側孔對齊；所述主軸在泥漿壓力以及硅油或液壓油的作用下帶動聯(lián)軸器可沿電機的軸向進行軸向滑動。上述井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器還包括設置在外殼底部并與外殼相連的下殼體；所述下殼體上的側壁上設置有平衡活塞；所述驅動組件還包括用于貫通下層密閉空腔以及平衡活塞之間的流體通道。上述井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器還包括設置在端蓋上的打撈頭。上述井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器還包括設置在外殼上的用于密封外殼與鉆鋌內(nèi)壁的組合密封圈；所述組合密封圈是一道或多道。上述下殼體內(nèi)部還設置有用于與其它儀器相連的航空插頭。本實用新型的優(yōu)點是:本實用新型提供了一種井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，由打撈頭、轉子、定子、傳壓活塞、主軸、電機、平衡活塞、航空插頭等部件組成。本實用新型在使用時是安裝于無磁鉆鋌內(nèi)，由銷釘固定于鉆鋌內(nèi)，可打撈。轉子和定子均設置有復數(shù)個孔，電機帶動轉子轉動使得流通面積周期性變化，在轉子上部泥漿中產(chǎn)生連續(xù)變化的壓力脈沖。所述轉子與定子的間隙可隨著井下壓 力的大小自動調節(jié)，在一定范圍內(nèi)可以適應井深的變化，而不降低脈沖強度。所述轉子上下壓力平衡，降低了對結構強度的要求。下部航空插頭與下掛儀器軟連接，避免了由于振動引起的電氣虛連接。本實用新型結構簡單、適用范圍廣、能耗低、工作可靠、易于維護，可用于無線隨鉆系統(tǒng)產(chǎn)生泥漿脈沖信號。

圖1是本實用新型所提供的泥漿脈沖發(fā)生器的整體結構示意圖；其中:1-打撈頭；2-螺釘；3-端蓋；4_組合密封圈；5-外殼；6-定子；7-螺帽；8_傳壓活塞；9-轉子；10-鍵；11-固定筒；12_主軸；13_聯(lián)軸器；14-保護筒；15_電機外殼；16_油堵；17-下殼體；18_電機；19-活塞外筒；20_平衡活塞；21_壓環(huán)；22_承壓插頭；23_錨盤；24-航空插頭；25-護帽。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型提供了一種井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，該井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器包括連續(xù)波脈沖產(chǎn)生組件以及用于驅動連續(xù)波產(chǎn)生組件工作的驅動組件；連續(xù)波脈沖產(chǎn)生組件包括外殼5，自上而下依次設置在外殼5內(nèi)部的定子6以及可繞外殼5的軸向進行軸向旋轉以及可繞外殼5的軸向進行軸向移動的轉子9 ;定子6與轉子9上并沿外殼5的軸向方向均設置有泥漿過流孔；外殼5上端設置有端蓋3 ;端蓋3上設置有用于泥漿通過的通孔；定子6上的泥漿過流孔與端蓋3上的通孔相貫通；轉子9上的過流孔與外殼5的開口相貫通；驅動組件帶動轉子9轉動。驅動組件包括保護筒14、設置在外殼5內(nèi)部的電機18以及在保護筒14內(nèi)部可進行繞保護筒14的軸向轉動及軸向移動的主軸12 ;電機18與主軸12相連；主軸12通過鍵10與轉子9相連；電機18通過電機外殼15固定在下殼體17上。主軸12整體剖面呈十字型；主軸12的軸向設置有貫通主軸12軸向的軸向通孔；定子6以及轉子9的軸向均設置有可使主軸12伸入的通心孔；主軸12的一端依次伸入轉子9以及定子6的通心孔中，并通過鍵10與轉子9固定連接；主軸12伸出定子6的端部上設置有與軸向通孔位置相對應的傳壓活塞8 ;主軸12與保護筒14之間設置有上層密閉空腔；主軸12與電機18之間設置有下層密閉空腔；上層密閉空腔以及下層密閉空腔中灌注有硅油或液壓油；主軸12與電機18相連一端的軸向通孔與下層密閉空腔相貫通；主軸12在泥漿壓力以及硅油或液壓油的作用下可沿電機18的軸向進行軸向滑動，在保護筒14的側壁上設置有用于封堵上層密閉空間的油堵16。驅動組件還包括設置在電機18與主軸12之間并用于連接電機18與主軸12的聯(lián)軸器13 ;聯(lián)軸器13過盈安裝在主軸下端，側孔與主軸上側孔對齊；主軸12在泥漿壓力以及硅油或液壓油的作用下帶動聯(lián)軸器13可沿電機18的軸向進行軸向滑動。井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器還包括設置在外殼5底部并與外殼5相連的下殼體17 ;下殼體17上的側壁上設置有平衡活塞20 ;驅動組件還包括用于貫通下層密閉空腔以及平衡活塞20之間的流體通道，平衡活塞20通過活塞外筒19設置在下殼體17的側壁上，活塞外筒19與下殼體之間四個螺釘固定壓緊。井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器還包括設置在端蓋3上的打撈頭I。井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器還包括設置在外殼5上的用于密封外殼5與鉆鋌內(nèi)壁的組合密封圈4 ;組合密封圈4是一道或多道。下殼體17內(nèi)部還設置有用于與其它儀器相連的航空插頭24以及承壓插頭22。在下殼體17的外壁上還設置有錨盤23以及在下殼體17的底部設置有護帽25。本實用新型安裝于無磁鉆鋌內(nèi)，由銷釘固定于鉆鋌內(nèi)，卡鉆時通過打撈頭I提拉，銷釘被剪斷后可將儀器安全地取出。打撈頭I通過螺紋連接在端蓋3上，端蓋3和外殼5由螺釘2固定，泥漿脈沖發(fā)生器與鉆鋌之間由組合密封圈4進行密封，以減小泥漿對儀器的沖刷。端蓋3下方依次是定子6、固定筒11、保護筒14，轉子9通過鍵10安裝在主軸12上，傳壓活塞8安裝在主軸12的內(nèi)孔，螺帽7限制傳壓活塞8外移，聯(lián)軸器13用于連接主軸12及電機18，并且電機12軸可在聯(lián)軸器13內(nèi)軸向滑動，電機18安裝在一個密閉空間，并充滿硅油或液壓油，平衡活塞20用于平衡電機18密閉空間與外部的壓力。轉子和定子均設置有復數(shù)個孔，電機帶動轉子轉動使得流通面積周期性變化，在轉子上部泥漿中產(chǎn)生連續(xù)變化的壓力脈沖。轉子與定子的間隙可隨著井下壓力的大小自動調節(jié)，在一定范圍內(nèi)可以適應井深的變化，而不降低脈沖強度。所述轉子上下壓力平衡，降低了對結構強度的要求。下部航空插頭與下掛儀器軟連接，避免了由于振動引起的電氣虛連接。井下數(shù)據(jù) 經(jīng)過編碼后，驅動電機帶動轉子9按規(guī)律進行旋轉，轉子9與定子6之間過流孔的周期開啟關閉，使得轉子9上部產(chǎn)生連續(xù)變化的泥漿壓力脈沖。轉子9與定子6之間間隙與脈沖強度有密切關系，間隙越小，脈沖強度越大，但間隙減小時，泥漿對轉子的沖刷越嚴重。該實用新型中主軸12與保護筒14之間形成一個密閉空間，該密閉空間充滿硅油或液壓油，由于液體的可壓縮性，井深較大，井底壓力增加時，主軸12帶動轉子9向上移動，使得定子6與轉子9間的間隙減小，泥漿脈沖強度增加，滿足脈沖傳輸?shù)男枰?。當井深較小，井底壓力減小時，主軸12帶動轉子9向下移動，使得定子6與轉子9間的間隙增大，泥漿脈沖強度減弱，滿足脈沖傳輸需要的同時減小泥漿對轉子9的沖刷。該實用新型中轉子9上下采用壓力平衡設計，轉子9上部的壓力通過傳壓活塞8傳遞到主軸12下部的端面上，通過壓力平衡設計，使得轉子9上下壓力平衡，省去了以往的推力軸承，簡化了結構， 提高了儀器的強度，從而可以提高壓力脈沖的幅值。
權利要求1.一種井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，其特征在于:所述井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器包括連續(xù)波脈沖產(chǎn)生組件以及用于驅動連續(xù)波產(chǎn)生組件工作的驅動組件；所述連續(xù)波脈沖產(chǎn)生組件包括外殼，自上而下依次設置在外殼內(nèi)部的定子以及可繞外殼的軸向進行軸向旋轉以及可繞外殼的軸向進行軸向移動的轉子；所述定子與轉子上并沿外殼的軸向方向均設置有泥漿過流孔；所述外殼的一端設置有端蓋；所述端蓋上設置有用于泥漿通過的通孔；所述定子上的泥漿過流孔與端蓋上的通孔相貫通；所述轉子上的過流孔與外殼的開口相貫通；所述驅動組件帶動轉子轉動。
2.根據(jù)權利要求1所述的井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，其特征在于:所述驅動組件包括保護筒、設置在外殼內(nèi)部的電機以及在保護筒內(nèi)部可進行繞保護筒的軸向轉動及軸向移動的主軸；所述電機與主軸相連；所述主軸通過鍵與轉子相連。
3.根據(jù)權利要求2所述的井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，其特征在于:所述主軸整體剖面呈十字型；所述主軸的軸向設置有貫通主軸軸向的軸向通孔；所述定子以及轉子的軸向均設置有可使主軸伸入的通心孔；所述主軸的一端依次伸入轉子以及定子的通心孔中，并通過鍵與轉子固定連接；所述主軸伸出定子的端部上設置有與軸向通孔位置相對應的傳壓活塞；所述主軸與保護筒之間設置有上層密閉空腔；所述主軸與電機之間設置有下層密閉空腔；所述上層密閉空腔以及下層密閉空腔中灌注有硅油或液壓油；所述主軸與電機相連一端的軸向通孔與下層密閉空腔相貫通；所述主軸在泥漿壓力以及硅油或液壓油的作用下可沿電機的軸向進行軸向滑動。
4.根據(jù)權利要求3所述的井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，其特征在于:所述驅動組件還包括設置在電機與主軸之間并用于連接電機與主軸的聯(lián)軸器；所述聯(lián)軸器過盈安裝在主軸下端；所述主 軸在泥漿壓力以及硅油或液壓油的作用下帶動聯(lián)軸器可沿電機的軸向進行軸向滑動。
5.根據(jù)權利要求4所述的井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，其特征在于:所述井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器還包括設置在外殼底部并與外殼相連的下殼體；所述下殼體上的側壁上設置有平衡活塞；所述驅動組件還包括用于貫通下層密閉空腔以及平衡活塞之間的流體通道。
6.根據(jù)權利要求1-5任一權利要求所述的井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，其特征在于:所述井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器還包括設置在端蓋上的打撈頭。
7.根據(jù)權利要求6所述的井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，其特征在于:所述井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器還包括設置在外殼上的用于密封外殼與鉆鋌內(nèi)壁的組合密封圈；所述組合密封圈是一道或多道。
8.根據(jù)權利要求5所述的井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，其特征在于:所述下殼體內(nèi)部還設置有用于與其它儀器相連的航空插頭。
專利摘要本實用新型涉及一種井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器，井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器包括連續(xù)波脈沖產(chǎn)生組件以及用于驅動連續(xù)波產(chǎn)生組件工作的驅動組件；連續(xù)波脈沖產(chǎn)生組件包括外殼，自上而下依次設置在外殼內(nèi)部的定子以及可繞外殼的軸向進行軸向旋轉的轉子；定子與轉子上并沿外殼的軸向方向均設置有泥漿過流孔；外殼的上端設置有端蓋；端蓋上設置有用于泥漿通過的通孔；定子上的泥漿過流孔與端蓋上的通孔相貫通；轉子上的過流孔與外殼的側面開口相貫通；驅動組件帶動轉子轉動。本實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)生泥漿脈沖信號的井下連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器。
文檔編號E21B47/12GK203114280SQ20122072970
公開日2013年8月7日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權日2012年12月26日
發(fā)明者張亞軍, 李曉東, 郭留洋, 曹海軍, 劉立揚 申請人:西安思坦儀器股份有限公司