[发明专利]无定子剪切阀脉冲发生器

说明书

本发明公开了一种用于在具有纵向轴线的井下工具中流动的流体中产生压力变化的设备，该设备包括具有外壁的流动区段、选择性地阻塞该流动区段中的流动的流动控制构件，以及致动器，该致动器在第一位置和第二位置之间移动该流动控制构件，在该第一位置处，该流动控制构件至少部分地阻塞该流动区段中的流动，在该第二位置处，该流动控制构件减少该流动区段中的该流动的该至少部分阻塞。该致动器可设置在该流动区段的该外壁外侧。

背景技术

1.技术领域

本公开整体涉及用于处理表面下特征的系统和方法。

2.相关技术的描述

钻井流体遥测系统(通常称为泥浆脉冲系统)特别适于在油井钻井操作期间对从钻孔底部到地球表面的信息进行遥测。遥测的信息可包括但不限于压力、温度、方向和井孔偏差的参数。其他参数包括测井数据，诸如各种层的电阻率、声密度、孔隙度、感应和压力梯度。置于循环泥浆流中的使用受控限制的阀通常被称为泥浆脉冲系统，例如参见美国专利号3,958,217。泥浆脉冲阀关闭流体路径(正脉冲)或打开流体路径(负脉冲)。示例性泥浆脉冲阀包括提升阀和旋转盘式阀。这些常规阀布置中的一些布置使用相对小的流体通道，该流体通道可被循环流体中夹带的材料堵塞。由于阀的致动系统可用的力(功率)有限，因此可能难以或不可能疏通阻塞的泥浆脉冲阀。取决于阀的形状，可能需要大的角动量来释放阻塞的阀，这取决于由阀的形状限定的杠杆(leaver)。其他常规阀布置相对缓慢，因为这些阀必须对抗压差工作并且不剪切泥浆流。

本公开部分地提供了脉冲发生器，该脉冲发生器不易被此类夹带的材料堵塞并且可比常规阀移动得更快。

发明内容

在各方面，本公开提供了一种用于在具有纵向轴线的井下工具中流动的流体中产生压力变化的设备。该设备可包括引导流体流的流动区段，该流动区段具有外壁；流动控制构件，该流动控制构件选择性地阻塞该流动区段中的流动；和致动器，该致动器被构造成在第一位置和第二位置之间移动该流动控制构件，在该第一位置处，该流动控制构件至少部分地阻塞该流动区段中的流动，在该第二位置处，该流动控制构件减少该流动区段中的该流动的该至少部分阻塞。该致动器可设置在该流动区段的该外壁外侧。

在各方面，本公开提供了一种用于在具有纵向轴线的井下工具中流动的流体中产生压力变化的方法。该方法可包括在具有外壁的流动区段中引导流体流；使用流动控制构件选择性地阻塞该流动区段中的流动；以及使用致动器在关闭位置和打开位置之间移动该流动控制构件。该流动控制构件可在该关闭位置处至少部分地阻塞该流动区段中的流动，并且该流动控制构件可在该打开位置处减少该流动区段中的该流动的该至少部分阻塞。该致动器可设置在该流动区段的该外壁外侧。

应当理解，已经相当广泛地概括了本公开的某些特征的示例，以便可更好地理解随后对本公开的详细描述，并且以便可领会对本领域的贡献。当然，存在本公开的附加特征，这些特征将在下文中描述并且将形成所附权利要求的主题。

附图说明

本领域普通技术人员将容易理解本公开的优点和另外的方面，因为当结合附图考虑时，参考以下详细描述可更好地理解本公开的优点和另外的方面，其中在附图的若干个图中，相同的附图标记指示相同或类似的元件，并且其中：

图1示意性地示出了根据本公开的一个实施方案的使用平移流动控制构件的脉冲发生器；

图1A是根据本公开的另一实施方案的脉冲发生器的等轴视图；

图2是图1A脉冲发生器的示意性视图；

图3A至图3B示意性地示出了根据本公开的一个实施方案的使用平移流动控制构件的脉冲发生器；

图4A至图4C示意性地示出了根据本公开的一个实施方案的使用旋转流动控制构件的脉冲发生器；

图5A至图5C示意性地示出了根据本公开的一个实施方案的使用旋转流动控制构件的另一脉冲发生器；