井下脉冲信号发生装置和传输方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115898383A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202111157846.2(22)申请日2021.09.30(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院(72)发明人倪卫宁杨书博宋朝晖崔谦胡越发钱德儒(74)专利代理机构北京聿华联合知识产权代理有限公司11611专利代理师刘华联(51)Int.Cl.E21B47/20(2012.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称井下脉冲信号发生装置和传输方法(57)摘要提供了一种井下脉冲信号发生装置，包括无磁钻铤。在无磁钻铤中设有连接轴，在连接轴上依次设置有发生单元和驱动单元。发生单元包括依次设置的转子、调制定子和调制动子。转子构造成能够相对于连接轴转动但不能移动，调制定子构造成固定在发生单元内，且不能相对于连接轴转动和移动，而调制动子构造成能够相对于连接轴移动但不能转动。驱动单元包括设置成邻近于调制动子的励磁模块，以及用于驱动连接轴转动的电机。调制动子构造成在励磁模块的作用下朝向或远离调制定子运动，从而改变流体流经无磁钻铤的通流面积以产生脉冲信号。还提供了一种相应的井下脉冲信号传输方法。CN115898383ACN115898383A权利要求书1/2页1.井下脉冲信号发生装置(100)，包括流体从中流过的无磁钻铤(10)，在所述无磁钻铤(10)中设有纵向延伸的连接轴(51)，在所述连接轴(51)上由上至下依次设置有发生单元和驱动单元，其中：所述发生单元包括由上至下依次设置的转子(20)、调制定子(30)和调制动子(40)，其中，所述转子(20)构造成能够相对于所述连接轴(51)转动但不能移动，所述调制定子(30)构造成固定在所述发生单元内，且不能相对于所述连接轴(51)转动和移动，而所述调制动子(40)构造成能够相对于所述连接轴(51)移动但不能转动，所述驱动单元包括设置成邻近于所述调制动子(40)的励磁模块(110)，以及用于驱动所述连接轴(51)转动的电机(50)，其中，所述调制动子(40)构造成在所述励磁模块(110)的作用下朝向或远离所述调制定子(30)运动，从而改变流体流经所述无磁钻铤(10)的通流面积以产生脉冲信号。2.根据权利要求1所述的井下脉冲信号发生装置(100)，其特征在于，所述转子(20)、调制定子(30)和调制动子(40)均构造成圆盘，在所述圆盘上设有允许流体通过的导流口(203，304，404)，所述圆盘的其余部分形成为能够阻挡流体通过的限流部(202，303，403)。3.根据权利要求2所述的井下脉冲信号发生装置(100)，其特征在于，所述调制定子(30)的导流口(304)和所述调制动子(40)的导流口(404)具有相同的大小，但在周向上彼此错开一定角度但保持部分重叠。4.根据权利要求3所述的井下脉冲信号发生装置(100)，其特征在于，所述调制定子(30)和所述调制动子(40)均包括4个沿周向均匀布置的叶片形的导流口，所述调制定子(30)的导流口(304)和所述调制动子(40)的导流口(404)在周向上彼此错开45度。5.根据权利要求4所述的井下脉冲信号发生装置(100)，其特征在于，所述转子(20)具有一个沿径向延伸的狭长导流口(203)，所述狭长导流口(203)小于所述调制定子(30)的导流口(304)。6.根据权利要求1到5中任一项所述的井下脉冲信号发生装置(100)，其特征在于，在所述无磁钻铤(10)内设置有外壳(11)和抗压筒(90)，其中，所述发生单元设置在外壳(11)内，所述驱动单元设置在抗压筒(90)中。7.根据权利要求6所述的井下脉冲信号发生装置(100)，其特征在于，在所述励磁模块(110)的下游设置有励磁驱动模块(111)，在所述电机(50)的下游设置有电机驱动模块(60)。8.根据权利要求7所述的井下脉冲信号发生装置(100)，其特征在于，在所述抗压筒(90)中还设置有控制单元(70)，用于控制所述电机驱动模块(60)和所述磁驱动模块(111)。9.根据权利要求8所述的井下脉冲信号发生装置(100)，其特征在于，在所述抗压筒(90)中还设置有测量单元(80)和电池(85)，所述测量单元(80)将测量到的井下参数传输给所述控制单元(70)。10.利用根据权利要求1到9中任一项所述的井下脉冲信号发生装置来进行的井下脉冲信号传输方法，包括：由控制单元对测量单元所获取的测量数据进行编码，并将编码信号转换成励磁模块的控制信号；控制单元保持电机的转速不变，并通过控制信号来控制励磁模块，从而驱动调制动子2CN115898383A权利要求书2/2页接近或远离调制