剪切阀泥浆脉冲发生器工作系统及其工作模式.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105863622A(43)申请公布日2016.08.17(21)申请号201610214258.0(22)申请日2016.04.07(71)申请人中国海洋石油总公司地址100010北京市东城区朝阳门北大街25号申请人中海油田服务股份有限公司(72)发明人王智明朱伟红张峥刘占龙张爽(74)专利代理机构北京安信方达知识产权代理有限公司11262代理人曲鹏龙洪(51)Int.Cl.E21B47/20(2012.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称剪切阀泥浆脉冲发生器工作系统及其工作模式(57)摘要剪切阀泥浆脉冲发生器工作系统及其切换电动机的工作模式，工作系统包括：测量传感器；数据编码器；控制电路；驱动电路；实时解调单元，在地表采集压力传感器数据并实施解调；电动机，与控制电路相连接；通讯电路，连接驱动电路、电源及滤波单元、供电单元和测内压传感器，电源及滤波单元连接控制电路；地面指令下传装置，由气动驱动以快速响应，其分流变化可由涡发检测到。本发明通过改变泥浆泵向井下的供液量，改变钻柱内的流量及压力，井下涡轮发电机或者压力传感器能够检测到这样的改变，并向泥浆脉冲发生器的控制电路发出指令，驱动电路驱动电动机、实现工作模式切换。CN105863622ACN105863622A权利要求书1/1页1.一种剪切阀泥浆脉冲发生器工作系统，其特征在于，包括：测量传感器；数据编码器，其一端连接测量传感器、另一端连接控制电路，所述测量传感器可向所述数据编码器传输模拟信号，所述数据编码器可向所述控制电路传输数字信号；所述控制电路，写入有调制方法单元；驱动电路，一端与所述控制电路相连接、另一端与电动机的开关相连接，所述控制电路可向所述驱动电路传输控制信号；实时解调单元，在地表采集压力传感器数据并实施解调；具有泥浆脉冲发生器的所述电动机，与所述控制电路相连接，可将转子位置反馈给所述控制电路；通讯电路，连接所述驱动电路、电源及滤波单元、供电单元和所述泥浆脉冲发生器的内测压传感器，所述电源及滤波单元连接所述控制电路；和地面指令下传装置，由气动驱动以快速响应，其分流变化可由所述供电单元的检测到，即可向所述供电单元传输钻柱内流量变化信号。2.根据权利要求1所述的剪切阀泥浆脉冲发生器工作系统，其特征在于，所述供电单元包括稳压整流器和涡流发电机。3.一种剪切阀泥浆脉冲发生器工作系统切换电动机的工作模式，其特征在于，地面指令下传装置发出指令，通过改变泥浆泵向下供液量来实现改变钻柱内泥浆的流量及压力，测量传感器检测钻柱内泥浆的流量及压力的信息、并传输给控制单元，控制单元根据接收到的该信息来判断“是”或“否”改变电动机的工作模式、且在“是”改变电动机的工作模式时通过控制驱动电路来执行。4.根据权利要求3所述的剪切阀泥浆脉冲发生器工作系统切换电动机的工作模式，其特征在于，所述控制单元为控制电路或中央处理器。2CN105863622A说明书1/6页剪切阀泥浆脉冲发生器工作系统及其工作模式技术领域[0001]本发明涉及石油开采设备技术，尤指一种剪切阀泥浆脉冲发生器工作系统及其工作模式。背景技术[0002]泥浆脉冲发生器遥传系统是随钻测量(MeasureWhileDrilling:MWD)和随钻测井(LoggingWhileDrilling:LWD)设备中的重要组成部分，是井下信息实时地传输到地面的重要手段。随着地层评价技术的不断发展，井下数据量在逐渐增大，需要更高传输速率的脉冲发生器。MWD系统的传输速率逐渐成为制约井下数据上传的瓶颈。[0003]钻井系统示意图见附图1，主要包括泥浆池1，泥浆泵2，数据采集处理系统3，井架4，大钩5，钻杆6，转盘7，环空流道8，滤网9，下行泥浆10，上下脉冲信号11，无磁钻铤12，泥浆脉冲发生器13，钻头14，涡轮发电机15，环空上行泥浆16，泥浆回流管道17等部分。[0004]专利所述的泥浆脉冲发生器在附图1中标号13处。该种泥浆脉冲发生器脉冲发生机构的转子既可连续旋转剪切流体，也可往复摆动剪切流体，这种连续旋转或往复摆动剪切流体的转子运动速度较快，载波频率高，基于此种原理的泥浆脉冲发生器属于高速率泥浆脉冲发生器，由高速率泥浆脉冲发生器、地面数据采集及解调软件组成完整的系统称为高速率泥浆脉冲遥传系统。[0005]高速率泥浆脉冲遥传系统的原理图如附图2所示。在钻进过程中，井下测量传感器测得工程参数及地层参数，这些测得的模拟信号，通过数据编码器，转换为数字信号。数字信号经过控制电路调制，调制后控制信号将传递给驱动电路，驱动电路从供电短节(涡轮发电机或电池组，一般为涡轮发电机)取电驱动控制电动机运动，涡轮发电机供电时要经过通讯电路，通讯电路可根据工程需要实现脉