[发明专利]马达控制系统

说明书

背景技术

从被称为储层的地下地质岩层获得烃类流体(例如，石油和天然气)。在各种井操作中，使用泥浆马达将流动泥浆转换成旋转运动。旋转运动可被用于在钻探操作期间驱动钻头。泥浆马达通常被设计为采用在相应定子内的螺旋转子的莫诺(Moineau)马达(即，螺杆马达)。螺旋转子由在螺旋转子与相应定子之间经过泥浆马达的流体流旋转。

发明内容

一般来说，本发明提供了一种通过利用转子和相应定子系统来控制装置的致动的系统和方法。转子可旋转地安装于定子系统中，并且转子相对于定子系统的旋转与在转子与定子系统之间通过的流体的体积置换相关。采用控制系统来控制转子的角位移和/或扭矩。

然而，在实质上不脱离本发明公开的教导的情况下，许多修改是可能的。因此，这些修改旨在包括在如权利要求书所限定的本发明公开的范围内。

附图说明

下文将参照附图描述某些实施例，其中类似的附图标记指示类似的元件。然而，应理解，附图示出了本文中所述的各种实施方案，且并非意在限制本文中所述的各种技术的范围，并且：

图1是根据本发明的实施例的其中可采用致动控制系统的实施例来控制可致动装置的致动的井场系统；

图2是根据本发明的实施例的致动控制系统的示例的示意图；

图3是根据本发明的实施例的联接到可致动装置的致动控制系统的示例的示意图；

图4是根据本发明的实施例的可与本文中所述的致动控制系统一起使用的控制器的示意图；

图5是根据本发明的实施例的致动控制系统的另一示例的示意图；

图6是根据本发明的实施例的致动控制系统的另一示例的示意图；

图7是根据本发明的实施例的致动控制系统的另一示例的示意图；

图8是根据本发明的实施例的致动控制系统的另一示例的示意图；

图9是根据本发明的实施例的被部署成感应关于致动控制系统的操作的参数的多个传感器的图；

图10是根据本发明的实施例的致动控制系统的另一示例的示意图；

图11是根据本发明的实施例的致动控制系统的另一示例的示意图；

图12是根据本发明的实施例的致动控制系统的另一示例的示意图；

图13是根据本发明的实施例的旋转限制系统的示例的示意图；和

图14是根据本发明的实施例的致动控制系统的另一示例的示意图。

具体实施方式

在以下描述中，陈述了众多细节，以提供对本发明公开的一些实施例的理解。然而，所属领域的普通技术人员将理解，可在无这些细节的情况下实施所述系统和/或方法，并且来自所述实施例的众多变化或修改可以是可能的。

在本文中本发明一般来说涉及一种关于通过采用螺杆组件控制可致动装置的致动的系统和方法。举例来说，螺杆组件可以是利用转子和相应定子系统的莫诺组件的形式。转子可旋转地安装于定子系统中，并且转子相对于定子系统的旋转与在转子与定子系统之间通过的流体的体积置换相关。举例来说，螺杆马达可通过流经螺杆马达的流体来操作；并且螺杆泵可被操作成致使流体流经该螺杆泵。采用控制系统来控制转子的角位移和/或扭矩。

控制系统使得能够在各种应用中使用该组件，该组件可利用对施加于可致动装置上的角位移和/或扭矩的更精确的控制。在一些应用中，控制系统与泥浆马达协同操作，以形成总体伺服式致动控制系统。可使用总体致动控制系统来控制输出轴的旋转速度和角度。在许多应用中，可采用总体致动控制系统作为能够实现精确角位置、角速度和扭矩输出控制的高保真旋转伺服。在一些井眼钻探操作中，由总体致动控制系统的泥浆马达提供的致动控制可与钻机泵控制系统结合。

参照图1，示出了其中在井操作中采用致动控制系统来控制井部件的致动的示例。然而，可在各种系统和应用(其是井相关的或非井相关的)中采用致动控制系统来提供对角位置、角速度和/或扭矩输出的控制。相对于这些特性提供的控制能够使用该致动控制系统，以用于致动/控制各种装置。