[发明专利]井下换能器组件中的压力范围控制

说明书

一种能够在各种压力和深度下安全地操作的井下换能器组件可以包括旋转地固定至发电机中的转子的涡轮，该涡轮可通过流体压力差旋转。为了降低涡轮和转子的旋转速度，压力调节器可以通过控制体积流量来限制流体压力差。在其他实施例中，一个或多个喷嘴可被构造为自动调节喷嘴直径，并因此自动调节喷嘴上的压力降。在其他实施例中，电涌保护器可以连接到发电机。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月30日提交的美国临时申请62/551,804的权益和优先权，其全部内容通过引用合并于此。

背景技术

出于各种勘探或开采目的，可将井眼钻入地面位置或海床中。例如，可以钻出井眼以接近存储在地下地层中的流体，例如液态和气态烃，并从地层中提取流体。用于生产或提取流体的井眼可以在井眼壁的周围衬有套管。可以部分地取决于通过其钻井眼的地层的特性来利用各种钻井方法。

井眼可以由钻井系统钻出，该钻井系统从地面向下钻穿陆地材料。一些井眼竖直向下钻，并且一些井眼在井眼中具有一个或多个曲线，以沿着期望的地质构造，避免有问题的地质构造或两者的组合。

常规钻井系统在井眼能够多快速地改变方向方面受到限制。钻井系统的可操纵性的最大限制之一是在钻井系统的井下端处(即，在钻头附近)的刚性井下工具的长度。一些刚性部件包括涡轮马达、泥浆马达、旋转可转向系统以及其他提供能量以移动或转向钻头的部件。

发明内容

在一些实施例中，井下换能器组件可以包括具有入口、出口、压力调节器和旋转地固定到发电机中的转子的涡轮的壳体。压力调节器可包括刚性连接至弹性构件的提升阀，该提升阀构造成当弹性构件处于压缩构造时至少部分地堵塞入口中的孔口。在一些实施例中，钻井流体的转向部分的压力可以压缩弹性构件，从而产生压力调节器。

在其他实施例中，井下换能器组件可包括具有入口、出口、压力调节器、旋转地固定至发电机中的转子的涡轮以及电连接至发电机的电涌保护器的壳体。电涌保护器可将电流引导至致动器以致动阀。

提供本概述是为了介绍一些构思的选择，这些构思将在下面的详细描述中进一步描述。该概述不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用作限制所要求保护的主题的范围的帮助。

本公开的实施例的附加特征和优点将在下面的描述中阐明，并且部分地从该描述中将是显而易见的，或者可以通过实践这些实施例而获知。这样的实施例的特征和优点可以通过在所附权利要求中特别指出的工具和组合来实现和获得。这些和其他特征将从下面的描述和所附权利要求中变得更加显而易见，或者可以通过以下所阐述的实施例的实践来获知。

附图说明

为了描述可以获得本公开的以上引用的特征和其他特征的方式，将参考在附图中示出的其特定实施例来进行更具体的描述。为了更好地理解，在各个附图中，相同的元件已经用相同的附图标记表示。尽管一些附图可以是构思的示意图或放大表示，但是至少一些附图可以按比例绘制。理解附图描绘了一些示例实施例，将通过使用附图以附加的特性和细节来描述和解释实施例，在附图中：

图1是根据本公开的至少一个实施例的陆地钻井操作的示意图；

图2是根据本公开的至少一个实施例的钻杆的纵向截面图，其示出了与井下换能器组件结合的压力调节器；

图3是根据本发明的至少一个实施例的钻杆的纵向截面图，其示出了与井下换能器组件结合的具有隔膜的压力调节器；

图4-1是根据本公开的至少一个实施例的钻杆的纵向截面图，其示出了壳体中的喷嘴；

图4-2和图4-3是根据本公开的至少一个实施例的喷嘴的透视图；

图5-1是根据本公开的至少一个实施例的包括刚性插入件的喷嘴的纵向截面图；

图5-2是根据本公开的至少一个实施例的包括可变形环的喷嘴的纵向截面；