接螺栓B04、壓力表 B05、壓力變送器B06、法蘭連接流量計螺母B07、法蘭連接流量計螺栓B08、電磁流量計 B09、0形靜密封圈B10、內(nèi)緊鎖螺母B11、出口焊接式管接頭B12、出水軟管B13、0形動密 封圈B14、后蓋壓緊螺栓B15、固定螺母1 B16、壓緊螺母B17、固定螺母2 B18、擴口式壓力 傳感器接頭。
[0029]圖3中：所顯示的理論計算的閥口形狀并不是完整的形狀，完整形狀包括該曲線和 與該曲線關(guān)于X軸對稱的曲線，后期對曲線擬合處理后便得出完整加工的試驗閥口如圖5。
【具體實施方式】
[0030] (1)基于產(chǎn)生連續(xù)波壓力信號的閥口形狀推導(dǎo)。參數(shù)最大、最小壓差A(yù)Pmax、Δ Pmin、連續(xù)壓力波頻率Hz、閥芯往復(fù)運動方程h = g(t)，栗流量Q，鉆井液體密度P，閥口流量 系數(shù)Cd，單層閥口數(shù)量η，閥口層數(shù)L均為預(yù)設(shè)值，運用Matlab進行仿真計算，求得某一閥口 形狀如圖3。坐標中的X軸方向為閥芯中心軸的方向，一個完整的閥口包含圖中的曲線和與 該曲線關(guān)于X軸對稱的曲線；
[0031] (2)按照理論推導(dǎo)出的閥口形狀進行擬合處理并最終將處理后的閥口形狀加工在 閥座05管壁上，閥座管壁側(cè)面展開閥口圖如圖5。
[0032] (3)將法蘭連接管總成1的較大法蘭連接到已有的試驗管路中，壓力表B04、壓力變 送器B05、電磁流量計B08、法蘭連接管總成2等零件按照圖1依次安裝；
[0033] (4)試驗進行，開啟泥漿栗，待整個實驗流體循環(huán)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)栗的溢流閥，觀察壓力 表B04數(shù)據(jù)，使得試驗壓力在合適的壓力值范圍之內(nèi)。此時閥口為完全打開狀態(tài)。
[0034] (5)打開流量計B08和壓力變送器B05的電源，觀察表盤流量數(shù)據(jù)，同時數(shù)據(jù)采集卡 開始采集流量數(shù)據(jù)和此時流過閥芯前后的壓力數(shù)據(jù)。
[0035] (6)旋轉(zhuǎn)螺桿軸10,往復(fù)位移數(shù)據(jù)通過數(shù)顯百分表測量。
[0036] (7)A.旋轉(zhuǎn)螺桿軸10-定圈數(shù)，記錄下位移h，同時記錄下該位移所對應(yīng)的時刻，以 后便于數(shù)據(jù)處理。多選取不同位移的數(shù)據(jù)，分別記錄下不同位移所對應(yīng)的時刻。B.在一定范 圍內(nèi)，連續(xù)正反旋轉(zhuǎn)螺桿軸10-段時間，記錄下該操作所對應(yīng)的時間段，連續(xù)反復(fù)多做幾 次，分別記錄。
[0037] (8)提取數(shù)據(jù)采集卡中的流量和壓力數(shù)據(jù)，進行后期處理：
[0038] a.求得閥口流量系數(shù)Cd和流量壓力特性方程關(guān)系。具體數(shù)據(jù)處理如下：
[0039]
(1)
[0040] 將上式（1)薄壁小孔流量壓力特性方程寫成Cd~f(Q，P，A)，其中A~g(h)，即流量 壓力通式(2:
(2)Q、ΔΡ分別為試驗測量數(shù)據(jù)，A的數(shù)值計算依據(jù)閥 口形狀特點通過g(h)求得，待求未知數(shù)為Cd和n，通過2組數(shù)據(jù)(Q、AP)便可求得Cd和n，進而 求得Cd~f(Q，P，g(h))關(guān)系式，為驗證連續(xù)壓力波產(chǎn)生提供準確的理論依據(jù)。
[0041] b.驗證連續(xù)壓力波產(chǎn)生情況，分析對連續(xù)壓力波產(chǎn)生的影響因素。主要通過數(shù)據(jù) 采集卡采集的數(shù)據(jù)處理后做成X軸為時間橫坐標，Y軸為壓力Ρ^Α坐標的XY圖。通過改變正 反旋轉(zhuǎn)螺桿的速度與時間以及打開或關(guān)閉閥口排數(shù)來分析對連續(xù)壓力波產(chǎn)生的影響因素。 [0042]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何 本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng) 屬于本發(fā)明保護的范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種產(chǎn)生連續(xù)波信號發(fā)生器閥口特性模擬試驗裝置，該裝置主要由法蘭連接管總 成、閥口試驗總成、數(shù)據(jù)測量設(shè)備及數(shù)據(jù)采集裝置組成；閥口試驗總成包括閥結(jié)構(gòu)和驅(qū)動機 構(gòu)；閥結(jié)構(gòu)主要由閥芯、閥座、中心軸組成，其中閥芯和閥座外管壁成形有一定形狀的閥口， 閥芯內(nèi)孔套在中心軸上端并由緊鎖螺母固定，閥芯外壁面和閥座內(nèi)壁面間隙配合;驅(qū)動機 構(gòu)主要由推動軸和圓盤卡座組成，推動軸和圓盤卡座通過螺紋連接，推動軸前端和中心軸 后端相接觸。2. 如權(quán)利要求1所述一種產(chǎn)生連續(xù)波信號發(fā)生器閥口特性模擬試驗裝置，其特征在于： 所述閥座圓柱側(cè)面有若干沿軸向分布的多排閥口，且每一排有若干沿徑向分布閥口。3. 如權(quán)利要求1所述一種產(chǎn)生連續(xù)波信號發(fā)生器閥口特性模擬試驗裝置，其特征在于： 所述閥芯沿軸向有通孔且外壁成形有多排環(huán)形槽，且多排環(huán)形槽和所述的通孔相連。4. 如權(quán)利要求1所述一種產(chǎn)生連續(xù)波信號發(fā)生器閥口特性模擬試驗裝置，其特征在于： 所述的閥口形狀曲線方程：式中：Pmax、Pmin為預(yù)期壓力信號最大、最小值，Mpa;爐為壓力信號的初始相位，rad; ω壓 力信號頻率，Hz;η為單層閥口數(shù)量，個;L為閥口排數(shù)，層;Cd為閥口流量系數(shù)，無量綱;Q為流 體流量，m3/s，P為流體密度，kg/m 3。5. 如權(quán)利要求1所述一種產(chǎn)生連續(xù)波信號發(fā)生器閥口特性模擬試驗裝置，其特征在于： 所述閥座的圓柱側(cè)面閥口中心線與軸線成一定夾角。
【專利摘要】本發(fā)明涉及油氣鉆井中井下信息傳輸技術(shù)，特別是鉆井液連續(xù)波信號產(chǎn)生技術(shù)，提供一種產(chǎn)生連續(xù)波信號發(fā)生器閥口特性模擬試驗裝置。該裝置主要由法蘭連接管總成、閥口試驗總成、數(shù)據(jù)測量設(shè)備及數(shù)據(jù)采集裝置組成。試驗裝置核心主體為閥口試驗總成，包括閥結(jié)構(gòu)和驅(qū)動機構(gòu)。閥結(jié)構(gòu)主要由閥芯、閥座、中心軸組成，閥芯和閥座圓柱側(cè)壁上成形多排分布的閥口。驅(qū)動機構(gòu)主要由推動軸和圓盤卡座組成。推動軸和圓盤卡座通過螺紋連接，通過旋轉(zhuǎn)推動軸，將推動軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為往復(fù)運動，進而推動中心軸帶動閥芯運動。該試驗裝置可以對不同形狀閥口進行試驗，最終測量閥口流量系數(shù)并驗證其產(chǎn)生連續(xù)壓力波特性，從而為實現(xiàn)井下信息快速高效傳播提供依據(jù)。
【IPC分類】E21B47/20, G01D21/02
【公開號】CN105675053
【申請?zhí)枴緾N201610037816
【發(fā)明人】房軍, 王正旭, 王宴濱, 裴科飛
【申請人】中國石油大學(xué)(北京)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月21日