[发明专利]一种管道内流体压力脉冲信号发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种压力脉冲信号发生器。

背景技术

在钻井过程中，为了感知钻头处的信息，需要在钻头处进行测量，目前，测量数据最好的传输方式是利用泥浆压力波实现井下信号的传递。压力波的类型有正波、负波和连续波三种，使用最多的是正波。目前能够产生正波的方法有多种，其基本原理均是减小泥浆通道中某个位置的截面面积，在维持稳定泥浆流量的情况下，使泥浆入口端压力增大，从而产生压力波动。

在井下，泥浆信号发生器的使用环境是处于高温、高压、强震动的情况下，这就要求其适应性强、可靠性高、信号质量好并且维修简单，如果泥浆脉冲器的脉冲信号质量差，会造成上传数据错误；如果可靠性差，会导致因仪器故障起钻，加大钻井成本。现有的石油钻井中使用的泥浆信号发生器主要有正负脉冲型泥浆脉冲器和节流环正脉冲发生器以及电磁阀结构正脉冲型泥浆脉冲器，正负脉冲发生器存在泄露泥浆、冲蚀井壁等问题，导致发生波形的形状不好；电磁阀式正脉冲器结构简单，但是其功耗高，在井下电池容量有限的情况下，不能长时间使用。

发明内容

本发明是为了解决现有的井内脉冲信号发生器发生波形不好，以及功耗较高的问题，从而提供一种管道内流体压力脉冲信号发生器。

一种管道内流体压力脉冲信号发生器，它包括外筒、内筒、内筒堵头、X型支架、测量与控制电路、电源、电磁铁运动机构、密封堵头、连杆、圆盘、活塞、膨胀环、底座、筒套和外筒套；

内筒堵头将内筒的上端密封，密封堵头将内筒的下端密封，内筒堵头、内筒和密封堵头形成密封腔体，所述密封腔体由上至下分为第一腔体、第二腔体和第三腔体，测量与控制电路设置在第一腔体中，电源设置在第二腔体中，电磁铁运动机构设置在第三腔体中；测量与控制电路的电源信号输入端与电源的电源信号输出端连接，所述测量与控制电路的电源信号输出端与电磁铁运动机构的电源信号输入端连接；

密封堵头的中心开有通孔，连杆密封穿过所述密封堵头的通孔与电磁铁运动机构的传动部件的下端固定连接，并且电磁铁运动机构的传动部件带动连杆沿轴向方向上下运动，圆盘的中心开有通孔，连杆的下端穿过所述圆盘的通孔与活塞的根部固定连接；所述电磁铁运动机构的传动部件、连杆、圆盘和活塞为一体件；所述圆盘沿其厚度方向开有两个弧形通孔，所述两个弧形通孔沿沿圆盘的直径方向对称；

筒套的上端内侧壁固定连接密封堵头的外侧壁，所述筒套的侧壁上对称开有四个导流通孔，圆盘的外边缘与筒套的内壁滑动连接，电磁铁运动机构断电状态圆盘的侧面密封筒套侧壁上的四个通孔；电磁铁运动机构通电状态圆盘的侧面打开筒套侧壁上的四个通孔；

筒套的下端内侧壁固定连接底座的内侧壁；底座与筒套之间开有膨胀环凹槽，膨胀环设置在膨胀环凹槽中，所述底座的中心开有节流孔，电磁铁运动机构通电状态，活塞密封节流孔20；电磁铁运动机构断电状态，活塞打开节流孔；

密封堵头、筒套和底座为一体件；

其中，密封堵头的通孔、圆盘的通孔和底座的节流孔中心位于内筒的轴心线上；

外筒套的上端与外筒的下端紧密连接，所述外筒套中部的内壁紧缩，使外筒套的上端腔体大于下端腔体，内筒通过多个X型支架固定在外筒和外筒套中，内筒与外筒套和外筒之间的通道为泥浆通道。

本发明的装置在测量和控制电路的控制下，有效的利用泥浆循环过程和压力产生正脉冲信号，产生脉冲时对电池工作电流要求低，功耗较低；同时，脉冲波形产生时装置处于正反馈状态，波形形状好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是本发明中的膨胀环收缩状态的结构示意图；图3是本发明中的膨胀环扩张状态的结构示意图；图4是本发明的导流孔与圆盘之间的结构关系示意图；图5是图1的A部放大图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，一种管道内流体压力脉冲信号发生器，它包括外筒1、内筒2、内筒堵头3、X型支架4、测量与控制电路5、电源6、电磁铁运动机构8、密封堵头12、连杆13、圆盘14、活塞15、膨胀环18、底座19、筒套22和外筒套23；

内筒堵头3将内筒2的上端密封，密封堵头12将内筒2的下端密封，内筒堵头3、内筒2和密封堵头12形成密封腔体，所述密封腔体由上至下分为第一腔体、第二腔体和第三腔体，测量与控制电路5设置在第一腔体中，电源6设置在第二腔体中，电磁铁运动机构8设置在第三腔体中；测量与控制电路5的电源信号输入端与电源6的电源信号输出端连接，所述测量与控制电路5的电源信号输出端与电磁铁运动机构8的电源信号输入端连接；