一种石油钻井用自适应性脉冲发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，涉及石油钻井设备技术领域。本发明专利技术在钻铤内设置有脉冲控制终端、轴向旋转阀、压力传感器和负载检测传感器组件，轴向旋转阀上设置有调节轴向旋转阀出液通道流通面积的调节机构和调节驱动机构，脉冲控制终端根据接收到的压力传感器和负载检测传感器组件采集到的钻孔液动态脉冲压力变化数据和脉冲发生器的负载数据，控制调节驱动机构动作，对轴向旋转阀出液通道的流通面积进行调节，进而改变脉冲波的波幅。本发明专利技术监测钻头位置的负载情况以及注入钻孔液的压力变化，针对不同负载情况和钻孔液压力进行动态适应性调整，具有较好的适应性，提高脉冲波的形成质量，进而提高信息传输质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油钻井设备，尤其涉及石油钻井用脉冲发生器，更具体地说涉及一种石油钻井用自适应性脉冲发生器。

技术介绍

1、钻井液脉冲发生器是一种装置，主要用于钻井过程中产生液力脉冲，这种脉冲可以提供地下钻探情况的信息，帮助操作员更好地了解并控制钻井过程，通过在钻头侧的脉冲发生器改变钻井液压力使其压力产生脉冲变化，根据脉冲波的类型可以分为正脉冲传输发生器、负脉冲传输发生器和连续波脉冲发生器。

2、对于连续波传输系统，是在井下钻铤上通过轴向旋转阀开闭的原理产生泥浆的压力波动，地面检测被调制的泥浆压力信号进行解码而获得井下数据；在实际使用过程中，由于钻井深度、钻孔液密度和钻孔液压力等的变化，其产生的连续波脉冲不稳定甚至会出现快速衰减。

3、现有的连续波脉冲发生器均无根据压力自动调节的能力，适应性差，易造成泥浆堵塞，发生转子憋卡事故。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本专利技术提供了一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，本专利技术的专利技术目的在于解决脉冲发生器所处不同负本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，包括钻铤（1），钻铤（1）内装配有轴向旋转阀，轴向旋转阀连接有转动机构（14），转动机构（14）驱动轴向旋转阀开合；其特征在于：所述钻铤（1）内还设置有脉冲控制终端（17）、压力传感器（18）和负载检测传感器，所述轴向旋转阀上设置有调节轴向旋转阀出液通道的流通面积的调节机构和调节驱动机构（7），调节驱动机构（7）驱动调节机构动作，对轴向旋转阀出液通道的流通面积进行调节；所述压力传感器（18）、负载检测传感器组件、转动机构（14）和调节驱动机构（7）均与脉冲控制终端（17）控制连接，脉冲控制终端（17）通过负载检测传感器组件监测脉冲发生器在井下的负载数...

【技术特征摘要】

1.一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，包括钻铤（1），钻铤（1）内装配有轴向旋转阀，轴向旋转阀连接有转动机构（14），转动机构（14）驱动轴向旋转阀开合；其特征在于：所述钻铤（1）内还设置有脉冲控制终端（17）、压力传感器（18）和负载检测传感器，所述轴向旋转阀上设置有调节轴向旋转阀出液通道的流通面积的调节机构和调节驱动机构（7），调节驱动机构（7）驱动调节机构动作，对轴向旋转阀出液通道的流通面积进行调节；所述压力传感器（18）、负载检测传感器组件、转动机构（14）和调节驱动机构（7）均与脉冲控制终端（17）控制连接，脉冲控制终端（17）通过负载检测传感器组件监测脉冲发生器在井下的负载数据，所述负载数据包括转动机构（14）的扭矩负载数据、脉冲发生器的深度数据和脉冲发生器所处位置的温度数据中的任意一种或多种的组合；脉冲控制终端（17）通过压力传感器（18）监测钻孔液的动态脉冲压力变化数据，即脉冲波的波幅数据；脉冲控制终端（17）根据接收到的负载数据和脉冲波的波幅数据控制调节驱动机构（7）动作，对轴向旋转阀出液通道的流通面积进行调节。

2.如权利要求1所述的一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，其特征在于：所述负载检测传感器组件包括扭矩传感器（19），所述扭矩传感器（19）用于检测转动机构（14）的扭矩负载；脉冲控制终端（17）将扭矩传感器（19）检测到的转动机构（14）的扭矩负载与设定扭矩阈值范围进行比较，根据比较结果，控制调节驱动机构（7）动作，对轴向旋转阀出液通道的流通面积进行调节。

3.如权利要求1所述的一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，其特征在于：所述负载检测传感器组件包括温度传感器，所述温度传感器用于检测脉冲发生器所处地层温度，脉冲控制终端（17）根据温度传感器检测到的温度数据，计算脉冲发生器所处位置的钻孔深度；脉冲控制终端（17）将监测到的钻孔深度和钻孔液压力下测得实时脉冲波的波幅与设定的对应钻孔深度所对应钻孔液压力下的脉冲波的波幅阈值进行比较，根据比较结果，控制调节驱动机构（7）动作，对轴向旋转阀出液通道的流通面积进行调节。

4.如权利要求1所述的一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，其特征在于：所述负载检测传感器组件包括光栅编码器，所述光栅编码器设置在钻铤（1）上，用于检测钻铤的位移，脉冲控制终端（17）通过光栅编码器检测的钻头位移数据换算得到钻孔深度；脉冲控制终端（17）将监测到的钻孔深度和钻孔液压力下测得实时脉冲波的波幅与设定的对应钻孔深度所对应钻孔液压力下的脉冲波的波幅阈值进行比较，根据比较结果，控制调节驱动机构（7）动作，对轴向旋转阀出液通道的流通面积进行调节。

5.如权利要求1所述的一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，其特征在于：所述轴向旋转阀包括固定阀筒（2），所述固定阀筒（2）固定连接在钻铤（1）内；所述固定阀筒（2）内壁嵌套有与其转动连接的转动阀筒（3），所述转动机构（14）与所述转动阀筒（3）连接，驱动转动阀筒（3）相对固定阀筒（2）转动；所述固定阀筒（2）的圆周侧壁上开设有外出液孔（201），转动阀筒（3）的圆周侧壁上开设有与外出液孔（201）配合的内出液孔（301）。

6.如权利要求5所述的一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，其特征在于：所述调节机构包括外调节块（4）和固定升降盘（6），所述外调节块（4）嵌套在外出液孔（201）内用于改变外出液孔（201）流通面积，外调节块（4）下端固定连接有外连杆（5），外连杆（5）延伸至固定阀筒（2）下方并固定连接在固定升降盘（6）上；所述调节驱动机构（7）与固定升降盘（6）连接，驱动固定升降盘（6）升降。

7.如权利要求6所述的一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，其特征在于：所述固定阀筒（2）位于外出液孔（201）的下部设有用于容纳外调节块（4）的外滑动槽（203），在外调节块（4）上下滑动过程中，外调节块（4）的下部始终嵌套在外滑动槽（203）内。

8.如权利要求5-7任意一项所述的一种石油钻井用自适应性脉冲发生器，其特征在于：所述调节机构包括内调节块（8）和转动升降盘（9），所述内调节块（8）嵌套在内出液孔（301）内用于改变内出液孔（301）流通面积，内调节块（8）下端连接转动升降盘（...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞东晓，李枝林，蔡文博，陆灯云，韩雄，余晟，魏萧，周杨，李伟成，么恩翔，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：