[发明专利]泥浆脉冲发生器

说明书

技术领域：

本发明涉及油田钻井领域钻定向井井下信息传输所用的泥浆脉 冲发生器，尤其是泥浆脉冲发生器。

背景技术：

在油气田勘探、开发过程中，为了及时准确获得钻井资料， 进一步了解地层的含油气情况，让钻头长上“眼睛”，一边钻进 一边就获取地层的各种资料，这就是随钻测井。随钻测井不仅对 任何状况的井，特别是水平井可以进行测井，而且利用测得的钻 井参数和地层参数及时调整钻头轨迹，使之沿目的层方向钻进。 由于随钻测井获得的地层参数是刚钻开的地层参数，它最接近地 层的原始状态，用于对复杂地层的含油、气评价比一般电缆测井 更有利。随钻测井仪器放在钻铤内，除测量电阻率、声速、中子 孔隙度、密度等常规测井和某些成像测井外，还测量钻压、扭矩、 转速、环空压力等钻井参数。随钻测井的关键技术是信号传输， 目前广泛使用的是泥浆脉冲发生器传输泥浆压力脉冲，这是目前 随钻测井仪器普遍采用的方法，它是将被测参数转变成泥浆压力 脉冲，随泥浆循环传送到地面。被测参数经数字化编码后，变成 高“1”、低“0”电信号，由它控制泥浆脉冲发生器的蘑菇头， 当编码为“1”时，蘑菇头上移，使流经锥形口的泥浆阻力增加， 产生附加压力。当编码为“0”时，蘑菇头向下回到原位，压力 降至正常。这是正脉冲传输系统，这类系统的问题是传输数据的 速率较低，仅几个比特每秒，不适应现在井下多参数随钻信息的 传送。类似的还有负脉冲传输系统，连续波传输系统。

连续波传输系统，是在井下钻铤上用轴向旋转阀开闭的原理 产生泥浆的压力波动，地面检测这被调制的泥浆压力信号进行解 码而获得井下数据，其优点是数据传输快信息量大，可达几十比 特每秒的速率，现有问题是泥浆信号的压力波动值太小了，井深 及泥浆恶劣都会淹没压力信号，国内外都想了各种办法来提高产 生井下连续压力波幅值的机械方法，即针对旋转阀的改进及间隙 配合，都不成功，只能达到0.7MPa的幅值，大了就坏，下井前还 要做阀间隙的选配，非常不便。

泥浆脉冲发生器是随钻测井技术设备中的重要组成部分。而现 有的连续波脉冲发生器采用控制轴向过液孔，产生的脉冲，对脉冲 发生器的机械部件产生的水力冲击非常复杂，并因钻井泥浆性能的变 化而恶化，而在钻柱内部径向空间是有限，控制轴向过液孔需要径向 空间大才能在机械上做的结实可靠。

发明内容：

为了解决现有连续波脉冲发生器在产生水力正压脉冲值过小，地 面检测困难，蘑菇头型正脉冲发生器的脉冲速率低，水力脉冲压力对 机械部件损伤的问题，本发明提供一种泥浆脉冲发生器，该泥浆脉冲 发生器在钻井施工中不仅能够产生高压差幅值的连续波脉冲，并因其 足够的机械强度可以以正脉冲方式工作。

本发明的技术方案是：该泥浆脉冲发生器其被安装在钻铤内，其 包括驱动装置、磁力耦合装置及脉冲发生装置，驱动装置用于将动力 传动给所述磁力耦合装置。所述脉冲发生装置具有定子筒和转子筒， 转子筒的侧壁上设置有一个或多个侧液孔，当转子筒在旋转过程中泥 浆间隔地从侧液孔流出时产生泥浆脉冲。

所述脉冲发生装置包括固定法兰、上端与磁力耦合装置相连的转 子轴、定子筒、转子筒；所述转子轴的下端连接转子筒并能够带动转 子筒旋转；固定法兰周边设有连续向钻头提供泥浆的过液孔，固定法 兰上还设有能够使泥浆进入定子筒内的过液通道；当转子筒旋转时， 转子筒上的侧液孔能够使定子筒上的侧孔间隔性地关闭和打开。

所述转子筒的侧壁上设置有侧液孔，在转子筒旋转过程中侧液孔 能够间隔性地对准侧孔。