[实用新型]一种井下泥浆脉冲信号的产生装置

说明书

技术领域

本实用新型属于井下勘测仪器领域，涉及一种泥浆脉冲发生器，具体地说是一种井下泥浆脉冲信号的产生装置。

背景技术

近年来，随着石油、天然气、煤气以及地质勘探的钻井技术的不断发展，MWD(MeasureWhileDrilling，随钻测量)、LWD(LoggingWhileDrilling，随钻录井)等无线随钻工具在市场上的应用越来越广泛。脉冲发生器是无线随钻测量系统最重要的组成部分，主要通过泥浆的压力波传输信号。泥浆脉冲传输的基本原理是井下传感器测量到的信号经编码，由脉冲发生器的驱动控制电路，驱动泥浆脉冲发生器的锥阀、旋转阀或转子等工作，产生截流效应，从而产生泥浆压力脉冲，压力脉冲经钻杆柱中的泥浆传递到地面，地面立柱安装的压力传感器接收压力脉冲信号，经过滤波整形后，由地面的解码系统解码，从而获得井下传递上来的随钻数据信号。

目前泥浆脉冲传输方式主要是负脉冲、正脉冲和连续波脉冲三种。泥浆负脉冲发生器的工作原理如图1所示，是通过开启一个泄流阀，可使钻柱内的泥浆经泄流阀与钻铤上的泄流孔到井眼环空，从而引起钻柱内部的泥浆压力降低，从而可以获得数值为负的脉冲信号。但是由于需要在钻铤上开设泄流孔，容易对钻柱造成损害，对零部件的冲蚀作用比较强，并且传输速度也无法满足现在的需求，已经渐入颓势。

泥浆正脉冲发生器的工作原理如图2所示，是通过改变泥浆正脉冲发生器中针阀与小孔的相对位置，即随着针阀的位置的不断改变，可以改变流道的截面积，从而引起钻柱内部的泥浆压力的升高，继而可以获得数值为正的脉冲信号。但是无论是负脉冲发生器还是正脉冲发生器其传输随钻数据信号的速度都比较慢，无法满足现在行业内对随钻数据信号的传输速度的需求。

连续波脉冲发生器如图3所示，其工作原理主要是转子在泥浆的作用下产生旋转，在转子的上部安装和转子相等叶片数量的定子，在旋转时转子的过流端面与定子的过流端面相对应的变化而产生连续的正弦压力波，并传递给地面接收装置。连续波的信号比较强，容易接收，接收速度较快。但是由于每时每刻的压力数值都会发生变化，就会产生多个连续的压力数值，而现有的相关技术还不够完善，容易受噪声干扰的影响，其接收到的随钻数据信号的准确性就难以保证，导致整体精度不够。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中压力信号传递速度慢，精度不高，从而提出一种可以快速准确的井下泥浆脉冲信号的发生装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种井下泥浆脉冲信号的产生装置，包括外壳及设置在所述外壳内部的脉冲发生器，其中所述脉冲发生器包括

多个驱动阀门，每一所述驱动阀门内置传感器，将检测到的泥浆压力号和阀门的运动距离信号传递给控制系统；

驱动杆，与所述驱动阀门一一连接，控制所述驱动阀门的上下移动；

限动座，设置在所述驱动阀门外侧，与所述驱动阀门大小、形状相匹配，通过两个所述限动座限制所述驱动阀门移动的区域大小；

多个泥浆通道，通过所述驱动阀门与所述限动座的贴合程度控制所述泥浆通道的开启与关闭。

进一步地所述驱动阀门数量为4个。

进一步地所述驱动阀门可以多个合并使用，减少所述泥浆通道的数量。

进一步地所述传感器为压力及距离传感器。

进一步地所述驱动阀门受泥浆作用面积大于所述限动座受泥浆作用面积。

进一步地所述驱动阀门受泥浆作用面积小于所述限动座受泥浆作用面积。

进一步地所述限动座限制所述驱动阀门向上移动的区域大小。

进一步地所述限动座限制所述驱动阀门向下移动的区域大小。

进一步地所述驱动杆上设有用于检测所述驱动杆推进尺寸的位移检测器。

进一步地所述位移检测器采用电阻测量方式或者采用电磁位置触发测量方式。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本实用新型所述的一种井下泥浆脉冲信号的产生装置，包括多个驱动阀门，所述驱动阀门内置传感器，将检测到的泥浆压力和信号和驱动杆的位移信号传递到控制系统。多个驱动阀门的设置，使得产生的泥浆脉冲信号的种类更多，而不是单一的只有“0”和“1”或者只有“0”和“-1”这两种状态并且由于独立的通信系统的存在，不仅可以有效的保证了整体的传输速度，也使得检测的精度有了一定的保证。同时可以结合如QPSK，QAM，OFDM等多种调制方式，进一步提高数据传输速率。