一种基于双向通讯的泥浆脉冲发生系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双向通讯的泥浆脉冲发生系统，包括：涡轮定子，其包括至少两个具有预设开口角度的定子开口；涡轮转子，其侧壁通过若干个开口间隔形成至少一个宽叶片和至少一个窄叶片；发电模块，其用于为在涡轮转子的旋转下驱动发电以及为主控装置和井下测控系统供电；主控装置，其用于基于上传信息，通过控制发电模块的动态负载开关而控制宽叶片或窄叶片通过定子开口的相对时间，在定子开口处产生具有可变时间间隔的上行脉冲信号，以及监测发电模块输出的三相交流电压信号并进行解码。本发明专利技术所产生的压力波动脉冲出现的频率远高于传统开关阀式脉冲器脉冲速率，并在实现发生泥浆脉冲的同时，不需要外部供电，且可向外供电。供电。供电。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双向通讯的泥浆脉冲发生系统


[0001]本专利技术涉及石油钻井工程随钻测量
，尤其是涉及一种基于双向通讯的泥浆脉冲发生系统。

技术介绍

[0002]随着随钻测井和地质导向等钻井技术的发展，随钻测量的井下参数越来越多，对测量的实时性要求越来越高，开关阀式负脉冲和正脉冲因传输速率低无法满足大量地质参数的传输，应用受到限制，连续波脉冲传输方式传输速率高，抗干扰能力强，可能成为使用最为广泛、发展潜力极大的数据传输方式。
[0003]现有的连续波泥浆脉冲信号发生器有旋转阀式和剪切阀式两种，其工作原理主要是在转子的上方或下方安装定子，转子在电机单独驱动或电机与泥浆共同作用下旋转，形成定、转子过流面积周期性变化，从而使钻柱内的压力发生连续正压力脉冲，经控制系统编码后转子受控旋转形成一系列的周期性正压力脉冲信号，并传递给地面接收装置，其数据传输速度快，可以达到5
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40bit。另外，常规开关阀式脉冲器虽然具有功耗小的优势，但需要使用电池供电；而且，高速率的连续波脉冲器因驱动转子克服液动力和摩擦扭矩高速旋转或剪切振荡，需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双向通讯的泥浆脉冲发生系统，包括：涡轮定子，其包括至少两个具有预设开口角度的定子开口；涡轮转子，所述涡轮转子的侧壁通过若干个开口间隔形成至少一个宽叶片和至少一个窄叶片；发电模块，其用于为在所述涡轮转子的旋转下驱动发电以及为主控装置和井下测控系统供电；所述主控装置，其用于基于上行信息，通过控制所述发电模块的动态负载开关而控制所述宽叶片或所述窄叶片通过所述定子开口的相对时间，在所述定子开口处产生具有可变时间间隔的上行脉冲信号，以及监测所述发电模块输出的三相交流电压信号并进行解码。2.根据权利要求1所述的泥浆脉冲发生系统，其特征在于，所述预设开口角度满足定子开口角度条件，其中，所述定子开口角度条件为平角角度与所述预设开口角度的比值为整数且该比值大于或等于2。3.根据权利要求1或2所述的泥浆脉冲发生系统，其特征在于，所述涡轮定子的轴向高度利用如下表达式来确定：其中，H1表示所述涡轮定子的轴向高度，D1表示所述涡轮定子的最大外圆直径，B表示所述涡轮定子的螺旋角度；所述涡轮转子的轴向高度与所述涡轮定子的轴向高度相同。4.根据权利要求1～3中任一项所述的泥浆脉冲发生系统，其特征在于，所述宽叶片对应的圆心角度与所述预设开口角度相同，或者所述宽叶片对应的圆心角度小于且接近于所述预设开口角度。5.根据权利要求4所述的泥浆脉冲发生系统，其特征在于，所述窄叶片对应的圆心角度按照如下表达式来确定：其中，D2表示所述窄叶片对应的圆心角度，E表示所述宽叶片对应的圆心角度，n表示在所述涡轮转子的截面的半圆范围内至少设置一个窄叶片时当前转子所具有的窄叶片的总个数。6.根据权利要求1～5中任一项所述的泥浆脉冲发生系统，其特征在于，所述发电模块采用多极对数的低转速发电机设备，其中，所述发电模块的极对数为圆周角度与所述预设开口角度的比值的2倍。7.根据权利要求1～6中任一项所述的泥浆脉冲发生系统，其特征在于，所述主控装置包括：脉冲控制模块，其用于根据对所述发电模块的输出电压的状态监测结果和当前需要向地面传输的上行信息来选择不同的时间间隔编码策略，从而生成所述上行脉冲信号。8.根据权利要求7所述的泥浆脉冲发生系统，其特征在于，所述脉冲控制模块，其用于对所述发电模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴柏志，陈威，马清明，杨宁宁，侯树刚，肖红兵，李闪，刘庆龙，刘文庭，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司中石化经纬有限公司中石化经纬有限公司地质测控技术研究院，
类型：发明
国别省市：