一種載波頻率自動調(diào)整的自發(fā)電式連續(xù)波正脈沖發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】 [0001 ] ：
[0002] 本實用新型屬于石油鉆井工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種井下數(shù)據(jù)向地面高速傳 輸?shù)难b置。
【背景技術(shù)】 [0003] ：
[0004] 連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器的優(yōu)點是傳輸速度快，連續(xù)波泥漿脈沖連續(xù)波發(fā)生器的工 作原理是:通過改變旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子與定子過流斷面的相對位置而產(chǎn)生連續(xù)壓力波信號，目前泥 漿壓力脈沖的發(fā)生方式有旋轉(zhuǎn)閥和剪切閥兩種。無論哪一種連續(xù)波脈沖發(fā)生器，都應(yīng)該包 括連續(xù)波脈沖發(fā)生單元、電機(jī)與驅(qū)動裝置、控制電路以及壓力平衡模塊與密封模塊等部分。 對于旋轉(zhuǎn)閥式連續(xù)波脈沖發(fā)生器，轉(zhuǎn)子在電機(jī)驅(qū)動下沿固定方向連續(xù)轉(zhuǎn)動，與定子產(chǎn)生節(jié) 流作用。而在剪切閥式連續(xù)波發(fā)生器中，電機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)子在與定子形成的最大、最小流通面 積間往復(fù)擺動，周期振蕩，產(chǎn)生節(jié)流作用。
[0005]目前國內(nèi)外的相關(guān)技術(shù)現(xiàn)狀是:美國Schlumberger公司的實用新型的"用于隨鉆 測量工具中的正弦壓力波發(fā)生器（Sinusoidal pressure pulse generator for measurement while drilling tool)"和"用于井下數(shù)據(jù)向地面?zhèn)鬏數(shù)姆椒ㄅc系統(tǒng)(Method and system for wellbore communication)"公開了一種基于連續(xù)旋轉(zhuǎn)閥的連續(xù)波泥衆(zhòng)脈 沖信號發(fā)生器;美國Baker Hughes公司的實用新型的"用于泥漿脈沖數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的振蕩剪切 閥（Oscillating shear valve for mud pulse telemetry)"和"用于泥衆(zhòng)脈沖數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的 井下脈沖信號發(fā)生器(Downlink pulser for mud pulse telemetery)"，公布了一種用于 基于剪切振蕩原理工作的連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器。兩種連續(xù)波脈沖器的不同之處僅僅在于 脈沖器轉(zhuǎn)子的運動形式以及后續(xù)的脈沖調(diào)制與解碼方式。
[0006] 與國外的專利技術(shù)對比，國內(nèi)連續(xù)波脈沖器專利的改進(jìn)主要集中在:脈沖器的閥 體設(shè)計、密封以及傳動等機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，沒有檢索到關(guān)于脈沖器控制方式、供電方式等方面 的專利。以上專利的共同之處在于:①脈沖器轉(zhuǎn)子均由電機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn)子的工作方式分為連 續(xù)旋轉(zhuǎn)與剪切振蕩兩種形式;②電機(jī)的電源來自井下渦輪發(fā)電機(jī)與井下電池組，工作時間 與工作條件受到一定的限制;③脈沖器的工作原理基本相同，都是通過周期性地改變鉆井 液的流通面積來實現(xiàn)的。以上專利的不同之處主要表現(xiàn)在:①脈沖器轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu);②脈沖器 轉(zhuǎn)子的信號調(diào)制方式，以及與此對應(yīng)的井下信號的編碼與解碼方式;③機(jī)械傳動與密封技 術(shù)。
[0007] 【實用新型內(nèi)容】：
[0008] 本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種為鉆井過程中井下數(shù)據(jù) 快速、準(zhǔn)確地向地面系統(tǒng)高速傳輸?shù)妮d波頻率自動調(diào)整的自發(fā)電式連續(xù)波正脈沖發(fā)生器。
[0009] 其技術(shù)方案是：
[0010] -種載波頻率自動調(diào)整的自發(fā)電式連續(xù)波正脈沖發(fā)生器，包括：導(dǎo)流筒和置于導(dǎo) 流筒內(nèi)的定子、轉(zhuǎn)子，以及抗壓密封筒和設(shè)置在抗壓密封筒內(nèi)的聯(lián)軸器、減速器、電動機(jī)，其 中轉(zhuǎn)子與聯(lián)軸器驅(qū)動連接;所述的聯(lián)軸器為電磁聯(lián)軸器，并在減速器的兩端分別設(shè)置，在轉(zhuǎn) 子與電磁聯(lián)軸器連接端連接有電磁離合器，所述電動機(jī)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時等效為一個發(fā)電機(jī)， 在抗壓密封筒內(nèi)還設(shè)置有逆變與驅(qū)動電路、發(fā)電機(jī)輸出信號的整流與濾波電路、主控電路 板和可充電電池組；電動機(jī)、逆變與驅(qū)動電路、發(fā)電機(jī)輸出信號的整流與濾波電路、主控電 路板、可充電電池組之間均由電纜依次連接。
[0011] 上述方案還包括：
[0012] 在抗壓密封筒上設(shè)有注油孔和平衡活塞。導(dǎo)流筒上方設(shè)有脈沖器打撈矛頭、外周 設(shè)有密封圈，在抗壓密封筒下端設(shè)有與電纜連接的電纜接頭。
[0013] 本實用新型的脈沖器與現(xiàn)有兩種泥漿脈沖器的主要不同表現(xiàn)在以下幾個方面：
[0014] 脈沖產(chǎn)生方式完全不同，本實用新型的脈沖器泥漿脈沖信號一直存在，數(shù)據(jù)傳輸 的過程實際上是在已有脈沖信號基礎(chǔ)上進(jìn)行增速減速的調(diào)制過程，脈沖器的載波基頻是隨 著鉆井液的排量大小而自動變化的，脈沖器的轉(zhuǎn)子一直處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，但是所有速度變化 均在現(xiàn)有速度基礎(chǔ)上增減，脈沖器速度變化范圍小，可以有效地提高脈沖器轉(zhuǎn)子速度調(diào)節(jié) 的動態(tài)過程，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男逝c精度，脈沖器速度變化范圍小，需要的功率較小，電 機(jī)功率可以選的小一些，有利于井下節(jié)能。
[0015] 本實用新型的脈沖器控制電動機(jī)在轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的四象限內(nèi)運行，即可以實現(xiàn) Schlumberger的連續(xù)旋轉(zhuǎn)方式的信號調(diào)制，也可以實現(xiàn)Baker Hughes公司振蕩剪切方式的 信號調(diào)制。
[0016] 本實用新型的脈沖器自帶發(fā)電機(jī)，可以使脈沖器獨立工作，省去了單獨為脈沖器 供電的井下發(fā)電機(jī)，系統(tǒng)效率高；同時消除了電池組工作時間受限的問題。并且本實用新型 自帶發(fā)電機(jī)和可充電電池組，既減少了對井下電源的依賴性，甚至可以向其他井下工具提 供電源
[0017] 本實用新型的脈沖器分別在轉(zhuǎn)子與減速器之間、電機(jī)與減速器之間使用了兩個電 磁聯(lián)軸器，電磁聯(lián)軸器的使用使抗壓筒的徹底密封成為可能，有利于電路安全;電磁聯(lián)軸器 的使用對過大的扭矩與過高的轉(zhuǎn)速進(jìn)行了過濾，有利于電機(jī)本身的安全。
[0018] 綜合以上所述，本實用新型所述的連續(xù)波脈沖器的有益效果是：不存在鉆井液流 通通道堵塞的可能性，脈沖器的實用性強(qiáng);脈沖器的載波基頻是隨著鉆井液的排量大小而 自動變化的，脈沖器的轉(zhuǎn)子一直處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài);脈沖器自帶發(fā)電機(jī)，可使脈沖器獨立工作； 脈沖器速度變化范圍小，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男逝c精度。
[0019]【附圖說明】：
[0020] 圖1為連續(xù)波泥漿脈沖發(fā)生器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：
[0021]

【具體實施方式】 [0022] ：
[0023] 現(xiàn)結(jié)合說明書附圖1對