一种可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统技术方案

本发明专利技术公开一种可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统，包括脉冲器和定向套组件；脉冲器穿设在定向套组件中，定向套组件固定在钻铤的内壁上；脉冲器主要由打捞矛、传动组件、动力组件、控制组件和连接器组成，负责将所述脉冲器整体从钻铤中打捞出来；传动组件中引鞋与定向套组件之间有导向面配合连接，对引鞋进行限位。动力组件内部包括陀螺传感器、减速器、浸油电机，浸油电机采用耐高温高压无刷直流减速电机，耐温达150℃，耐压达120MPa，采用陀螺传感器传感，连接器采用磁耦合连接器。本发明专利技术解决了信号传输不好，仪器不易打捞等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统
本专利技术涉及石油勘探和钻采
，特别是涉及一种可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统。
技术介绍
泥浆脉冲发生器是随钻测井与测量系统的重要组成部件，长期以来采用电磁阀驱动的阀头控制泥浆流量实现井底信号的上传，但其受现场泥浆条件影响较大，信号幅度随井深衰减较大，流道容易堵塞，不适于深井及超深井作业。另外，现有的脉冲发生器还存在着其他种种问题，诸如电气件的针孔连接方式在井下震动环境下引起的电气虚连接，仪器不可打捞，井斜过大或者下钻速度过快造成仪器脱键而导致无信号问题等。
技术实现思路
本专利技术着力于提供一种可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统，解决了现有技术中电磁铁式泥浆脉冲故障率高的问题和信号传输幅值影响大的问题，极大的提高了钻井效率，并且减少了大容量电容组，降低了系统生产成本。本专利技术所采取的技术方案如下：一种可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统，包括脉冲器和定向套组件；其中，所述脉冲器穿设在所述定向套组件中，所述定向套组件固定在所述钻铤的内壁上；所述脉冲器主要由打捞矛、传动组件、动力组件、控制组件和连接器组成；所述打捞矛与传动组件中的传动轴相连，负责将所述脉冲器整体从钻铤中打捞出来；所述传动组件包括转子、定子、传动轴、直流导套、引鞋，从入井方向看，所述转子位于定子之上；所述引鞋与所述定向套组件之间配合连接，通过所述定向套组件对引鞋进行限位。进一步地，所述定子与引鞋通过螺纹连接，定子末端和引鞋之间安装直流导套。进一步地，所述转子的迎流面采用圆滑的弧形过渡面。进一步地，所述引鞋在入井端设置有对称双向螺旋展开线形状的导向面以及键槽，环槽设置有弹性开口环；所述定向套组件包括有流筒、硬质合金套、定向键、导向套、承重座，所述流筒上留有定向槽，安装时通过定向螺栓定位在定向槽中，使钻挺与定向套组件相对固定；所述硬质合金套配套装在流筒里部；在流筒壁上安装有定向键，与所述引鞋上的键槽配合；所述导向套固定在流筒壁上，导向套在伸入流筒内的一端设置有与引鞋配合的导向面。进一步地，所述动力组件内部包括陀螺传感器、减速器、浸油电机、隔离组件，所述浸油电机采用耐高温高压无刷直流减速电机，耐温达150℃，耐压达120MPa；所述浸油电机通过减速器及联轴器、轴承组直接与所述传动轴相连。进一步地，所述连接器采用磁耦合连接器。进一步地，所述磁耦合连接器包括发送端和接收端，连接器发送端包括发送端电力输出模块和发送端数据收发模块，连接器接收端包括接收端电力接收模块和接收端数据收发模块，连接器发送端和连接器接收端无接触，电能经连接器发送端的发送端电力输出模块通过电磁感应的方式无线传输到连接器接收端的接收端电力接收模块，发送端数据收发模块和接收端数据收发模块之间无线传输数据通信信号。进一步地，所述磁耦合连接器发送端和接收端均主要由电触柱、通信线圈、电路板组件、外壳、弹簧组成；其中，两个外壳通过螺纹连接作为系统电源的负极，两个电触柱摩擦连接作为电源的正极，在一个或者两个电触柱的后端安装有弹簧提供助推力；两个通信线圈保持一定距离，利用电磁感应实现无线通信。与现有技术相比，本专利技术显著的有益效果体现在：1、此系统采用上悬挂可打捞安装方式，避免了常规坐键模式的脱键风险和上悬挂仪器不可打捞的劣势，更适用于水平井定向使用，可以扩展应用于电阻率系统。2、转子置于定子之上。设备工作时泥浆经常对转子部分冲刷，使转子易变形，维护时拆卸比较复杂，因此将转子置于定子之上，方便更换转子组件，易于维修保养，同时提高整个设备的可靠性。3、脉冲器的执行机构采用油浸高温无刷直流减速电机力矩大，耐高温，工作温度高达150℃，耐高压，最大可达120MPa，通过密封隔离组件将其密封在机械组件中，其内部有绝缘油，提供散热的功能，能够工作在环境比较恶劣的地方。此形式可将输出轴的动力直接输出，中间无需磁力耦合器连接，提高可靠性。4、采用陀螺传感器定位技术测量电机旋转角度，与电机控制形成闭环。陀螺传感器耐高温，定位精度高，抗干扰能力强，能够适应复杂测量环境，能够取代现有的旋转变压器定位技术，提高可靠性。5、传动组件的本体上加工有引鞋面，此设计在安装时或仪器入井时可引导传动组件与定向套组件自动对准连接，实现精准对接，省去手动标记工具面步骤，节约时间，降低施工风险，降低成本，提高可靠性。6、脉冲器与其他短节之间通过磁耦合连接器连接，无需多芯接插件，实现了感应通信，克服了机械接触失效的问题，使得信号和电能的可靠传输；具有结构简单，不受震动影响，成本低廉，使用灵活，无机械磨损使用寿命长等优点。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为整套系统结构图；图2为脉冲器部分的结构图；图3为传动组件部分的结构图；图4为引鞋结构图；图5为定向套组件结构图；图6为动力组件结构图；图7为电磁耦合连接器结构图；图8为电磁耦合无线通信原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本专利技术技术方案作的唯一限定，凡是在本专利技术技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本专利技术的保护范围。本专利技术公开了一种悬挂可打捞式的泥浆脉冲器系统，如图1、图2所示，该脉冲器系统主要脉冲器和定向套组件6组成，其中脉冲器主要由打捞矛1、传动组件2、动力组件3、控制组件4和连接器5几部分组成。打捞矛1，打捞时向井上与打捞器挂接，向井下与转子的传动轴通过螺纹连接(图2所示)。该套脉冲器采用可打捞式，设备悬挂于钻铤内，须打捞仪器时，将打捞器下入井下，抓住打捞矛将仪器提出井口。设备由于固定在钻铤中，卡钻时通过打捞头提拉，可将整套脉冲器取出，仅留定向套组件6在钻铤中。该套脉冲器采用上悬挂安装方式，避免了常规坐键模式的脱键风险，防脱键功能主要依靠引鞋上防脱键弹性开口环实现，更适用于水平井定向使用，同时此产品可以扩展应用于电阻率系统。此上悬挂打捞方式的优点是：上悬挂脉冲器连接其他仪器时，上、下直径可以不同，其他仪器的直径要小于脉冲器直径，脉冲器部分的直径可有多种规格，可随钻具组合规格变化；脉冲器通过定向套组件6悬挂在钻铤中，一旦发生井下复杂工况，可方便从钻具水眼打捞出仪器，定向套组件6不动。现有上悬挂式脉冲器，最大缺点是不可打捞，当出现卡钻等问题时，无法将仪器打捞出井，会造成较大经济损失。而下坐键式的缺点是：下坐键脉冲器和连接其他仪器的外结构直径必须是相同的，无论钻具组合如何变化，井下仪器串的直径不变。仪器被固定在一个特殊的接头里只限制了轴向旋转，向下活动，而向上运动没有受到限制，下坐键式仪器结构简单使用方便，但缺点是容易退键，所以在水平井或大井斜井工作时，容易发生脱键，目前能从水眼里打捞的MWD仪器，都属于下坐键。脉冲传输方式的工作机理是通过控制脉冲器中的转子相对于定子连续不断地旋转运动，周期性地改变泥浆在定转子之间的流通面积，在钻柱内产生连续的泥浆压力波动，形成连续泥浆脉冲，因此这种结构也称旋转阀脉冲器。传动组件2主要包括转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统，其特征在于：包括脉冲器和定向套组件；所述脉冲器穿设在所述定向套组件中，所述定向套组件固定在所述钻铤的内壁上；所述脉冲器主要由打捞矛、传动组件、动力组件、控制组件和连接器组成；所述打捞矛与传动组件中的传动轴相连，负责将所述脉冲器整体从钻铤中打捞出来；所述传动组件包括转子、定子、传动轴、直流导套、引鞋，从入井方向看，所述转子位于定子之上；所述引鞋与所述定向套组件之间配合连接，通过所述定向套组件对引鞋进行限位。

【技术特征摘要】
1.一种可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统，其特征在于：包括脉冲器和定向套组件；所述脉冲器穿设在所述定向套组件中，所述定向套组件固定在所述钻铤的内壁上；所述脉冲器主要由打捞矛、传动组件、动力组件、控制组件和连接器组成；所述打捞矛与传动组件中的传动轴相连，负责将所述脉冲器整体从钻铤中打捞出来；所述传动组件包括转子、定子、传动轴、直流导套、引鞋，从入井方向看，所述转子位于定子之上；所述引鞋与所述定向套组件之间配合连接，通过所述定向套组件对引鞋进行限位。2.根据权利要求1所述的可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统，其特征在于：所述定子与引鞋通过螺纹连接，定子末端和引鞋之间安装直流导套。3.根据权利要求1所述的可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统，其特征在于：所述转子的迎流面采用圆滑的弧形过渡面。4.根据权利要求1所述的可打捞悬挂式旋转阀脉冲器系统，其特征在于：所述引鞋在入井端设置有对称双向螺旋展开线形状的导向面以及键槽，环槽设置有弹性开口环；所述定向套组件包括有流筒、硬质合金套、定向键、导向套、承重座，所述流筒上留有定向槽，安装时通过定向螺栓定位在定向槽中，使钻挺与定向套组件相对固定；所述硬质合金套配套装在流筒里部；在流筒壁上安装有定向键，与所述引鞋上的键槽配合；所述导向套固定在流筒壁上，导向套在伸入流筒内的一端设置有与引鞋...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯建宇，张东东，李轶武，
申请(专利权)人：北京六合伟业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11