CN207080220U - 井下转阀式压力脉冲发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种井下转阀式压力脉冲发生器，由上接头、外筒、下接头依次连接构成的筒体结构，筒体结构内部形成过流通道，其特征在于，还包括转阀，所述转阀安装在筒体结构内部，所述转阀包括定子、转子、主轴，所述定子开设过流孔，所述转子固定在主轴上，转子围绕主轴旋转对定子上的过流孔改变过流面积所述护套偏置式安装在筒体结构内壁。所述筒体结构内部还设置有驱动机构，驱动机构动力输出端连接转阀的主轴。所述转子通过主轴与减速器连接，所述驱动机构包括依次连接的减速器、磁力联轴器、柔性联轴器、电机。本实用新型实现压力脉冲信号传输至井口。

Description

井下转阀式压力脉冲发生器

技术领域

本实用新型涉及油田注水工艺领域，尤其是一种井下转阀式压力脉冲发生器。

背景技术

近年来，随着注水井分注工艺的不断进步，水井测试和调配技术也迅速发展，由常规钢丝投捞式测调向机电一体化测调及智能完井分注方向发展。随着微电机和自动化技术的进步，在油田水井分注领域开展了智能测调技术研究，从有缆传输向无线传输的方向发展。目前井下有缆传输技术相对成熟，通过电缆传输地面与井下仪器之间的信号参数，并已开展了现场试验，无线传输工艺主要通过电磁信号、声波或压力脉冲等方式，上述传输方式在钻井领域已有应用，由于注水井井筒套管屏蔽及信号衰减的影响，电磁信号和声波传输实施难度大，注水井领域应用较少，压力脉冲信号与压力和流量密切相关，与注水井的特点相符，因此，开展了井下压力脉冲技术研究，其技术核心是井下脉冲发生器。井下脉冲发生器在随钻测量技术中有所应用，主要通过井下脉冲发生器控制注入泥浆的排量产生压力脉冲信号，实现井下待测参数的上传。在注水井中采用钻井脉冲发生器受到以下限制：1)注水井排量远小于钻井泥浆排量，无法产生有效压力脉冲幅值供地面识别；2)注水井来水单向注入地层，地层回压影响脉冲压力幅值；3)脉冲发生器必须有空心通道，满足测试仪器下入需要；4)受注水井套管尺寸限制，脉冲发生器外径要小于115mm；5)需要长期置于注水井筒中工作，寿命要满足水井检管周期3年以上的需求。

受以上因素制约，需要针对注水井的特点，研制一种新型压力脉冲发生器，产生可靠的脉冲信号，实现信号无线传输，因此设计了本实用新型专利井下转阀式压力脉冲发生器。

经检索专利文献，申请号：201210063932.1，公开日2012-07-04公开了一种井下高速率泥浆正脉冲装置，包括依次连接的输出端子、阀体及发电机总成、中间轴承套和顶部总成四部分；其中所述顶部总成包括安装在顶部外壳内的活塞和弹簧，以及安装在中间轴承套上端的柱塞泵和斜盘；柱塞泵包括柱塞泵壳和位于柱塞泵壳内的柱塞，顶部外壳设置泄油孔，所述泄油孔的位置位于顶部外壳的下方端部；在顶部外壳和活塞之间设置回位弹簧。本实用新型为克服现有脉冲器传输数据慢的缺点，对顶部总成部分的泄油孔、柱塞和斜盘倾斜角等部件进行改进，转阀动作迅速，转动角度小，提高了脉冲速率和脉冲器的响应速度，保证了高速率脉冲间隔数据格式的数据传输速度。

以上公开专利文献在技术方案、技术效果和解决的技术问题上都与本实用新型不相同。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种井下转阀式压力脉冲发生器，实现压力脉冲信号传输至井口；偏心旁通流道设计，满足正常注水和仪器下入要求；在小流量注水条件下，实现正脉冲信号的产生；转阀控制方式简单、同步性强，保证了开和关状态准确到位。

本实用新型的目的可通过如下技术措施来实现：

该井下转阀式压力脉冲发生器，包括由上接头、外筒、下接头依次连接构成的筒体结构，筒体结构内部形成过流通道，还包括转阀，所述转阀安装在筒体结构内部，所述转阀包括定子、转子、主轴，所述定子开设过流孔，所述转子固定在主轴上，转子围绕主轴旋转对定子上的过流孔改变过流面积。

本实用新型的目的还可通过如下技术措施来实现：

所述筒体结构内部还设置有驱动机构，驱动机构动力输出端连接转阀的主轴。

所述转子通过主轴与减速器连接，所述驱动机构包括依次连接的减速器、磁力联轴器、柔性联轴器、电机。

所述筒体结构内部还设置有电源模块，电源模块连接电机。

所述驱动机构、电源模块均被保护在护套内，所述护套偏置式安装在筒体结构内壁。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

定子通过螺钉安装在本体上，转子位于定子下方，由驱动电机进行驱动。需要发生脉冲信号时，井下传感器把测得的数据传递给信息处理模块，信息处理模块将信息编码后传递给电机的驱动电路，驱动转阀在一定范围内做往复摆动，与定子配合，实现有规律的开关。转阀运动过程中流通面积规律性的变化，对注水管柱中的流体进行节流，从而在管柱中产生正脉冲压力信号，井口压力传感器对上传的正脉冲信号进行滤波、解调，通过终端显示，从而获得井下压力、流量、温度等信息。

注水过程中转阀打开，定子和转阀形成的过流通道与管柱方向平行，转阀静止，开始进行注水；当需要下仪器测试时，工具通过所述定子与转阀形成的过流通道进行下放和上提。

当需要产生脉冲信号时，转阀根据指令在一定范围内做往复摆动，转阀连续摆动过程中，定子与转子之间过流面积交替变化，注水管柱中的水实现升压，产生一定幅值及规律的正脉冲压力波，压力波通过油管内的水传输到地面并被井口仪器解析获得井下数据。驱动机构由井下电源供电。

1.偏心旁通流道设计，满足正常注水和仪器下入要求；

2.在小流量注水条件下，实现正脉冲信号的产生；

3.转阀控制方式简单、同步性强，保证了开和关状态准确到位。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为转阀结构示意图；

图3为本实用新型控制系统模块原理图。

图中：上接头1、转阀2、驱动机构3、电源模块4、护套5、外筒6、下接头7；

定子21、转子22、主轴23；

减速器31、磁力联轴器32、柔性联轴器33、电机34。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅为参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

如附图1-3所示，该井下转阀式压力脉冲发生器包括由上接头1、外筒6、下接头7依次连接构成的筒体结构，筒体结构内部形成过流通道，还包括转阀2，所述转阀安装在筒体结构内部，所述转阀包括定子21、转子22、主轴23，所述定子开设过流孔，所述转子固定在主轴上，转子围绕主轴旋转对定子上的过流孔改变过流面积。

所述筒体结构内部还设置有驱动机构，驱动机构动力输出端连接转阀的主轴。所述转子通过主轴与减速器连接，所述驱动机构包括依次连接的减速器31、磁力联轴器32、柔性联轴器33、电机34。

所述筒体结构内部还设置有电源模块4，电源模块连接电机。

所述驱动机构、电源模块均被保护在护套5内，所述护套偏置式安装在筒体结构内壁。

所述转阀式脉冲发生器通过上下接头与注水管柱相连，井下传感器将测得的数据传递给信息处理模块，信息处理模块按照一定的规则编码，编码后的数据信息传递给电机的驱动电路模块，驱动电路发出指令，驱动转阀按照一定规则在一定范围内做往复摆动，实现有规律的开关，产生压力脉冲信号，转阀不同的运动状态对应井下不同的参数。

注水过程中转阀打开，定子和转子形成的过流通道与管柱方向平行，转阀静止，开始进行注水；当需要下仪器测试时，工具通过所述定子与转子形成的过流通道进行下放和上提。

当需要产生脉冲信号时，电机根据指令转动，驱动转阀在一定范围内做往复摆动，转阀连续摆动过程中，定子与转子之间过流面积连续交替变化，注水管柱中的水实现升压，产生一定幅值及规律的正脉冲压力波，压力波通过油管内的水传输到地面并被井口仪器解析获得井下数据。驱动机构由井下电源供电。

信息处理模块将编码后的数据信息传递给电机的驱动电路模块，驱动电路发出指令给电机，从而控制了脉冲信号的发生规律。转子与定子之间的流通面积决定着信号的强弱，可以通过选择不同的定子转子间隙或转子大小来控制信号的强弱，使之适用于不同井眼、不同流量、不同井深的工作环境。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。

Claims (5)

1.井下转阀式压力脉冲发生器，包括由上接头、外筒、下接头依次连接构成的筒体结构，筒体结构内部形成过流通道，其特征在于，还包括转阀，所述转阀安装在筒体结构内部，所述转阀包括定子、转子、主轴，所述定子开设过流孔，所述转子固定在主轴上，转子围绕主轴旋转对定子上的过流孔改变过流面积。

2.根据权利要求1所述的井下转阀式压力脉冲发生器，其特征在于，所述筒体结构内部还设置有驱动机构，驱动机构动力输出端连接转阀的主轴。

3.根据权利要求2所述的井下转阀式压力脉冲发生器，其特征在于，所述转子通过主轴与减速器连接，所述驱动机构包括依次连接的减速器、磁力联轴器、柔性联轴器、电机。

4.根据权利要求3所述的井下转阀式压力脉冲发生器，其特征在于，所述筒体结构内部还设置有电源模块，电源模块连接电机。

5.根据权利要求4所述的井下转阀式压力脉冲发生器，其特征在于，所述驱动机构、电源模块均被保护在护套内，所述护套偏置式安装在筒体结构内壁。