[发明专利]一种泥浆脉冲信号发生装置及测斜仪

说明书

本发明公开一种泥浆脉冲信号发生装置及测斜仪，包括外筒体及同轴设置在外筒体内的内筒体，内筒体内部设有内流道，内筒体和外筒体之间为外流道，内流道内设置有流量控制阀和水力涡轮，流量控制阀位于水力涡轮的上游段；还包括信号发生座及旋转挡块，信号发生座上开有过流孔，过流孔设置在环状外流道内，旋转挡块可周期性遮挡过流孔。测斜仪包括泥浆脉冲信号发生装置、测斜仪外筒体和偏重转柱，外筒体与测斜仪外筒体固定连接，偏重转柱同轴转动设置于外筒体的体内，偏重转柱与流量控制阀同轴固定连接，流量控制阀内设置有重力控制模块。该泥浆脉冲信号发生装置，能够产生不同幅值、频率大小的泥浆压力连续脉冲波；测斜仪，具有高效可靠的特点。

技术领域

本发明涉及测井装置技术领域，特别是涉及一种泥浆脉冲信号发生装置及测斜仪。

背景技术

在油气、地热资源的勘探过程中不可避免的面临高温高压等恶劣井下工况。国内外现有的传统电控式随钻测量工具在温度高于200℃时，由于其内部电器元件以及材料的耐温性能，极易在高温环境下出现失效现象，影响钻井进度，而且只能进行单点测量，无法进行随钻测量，大大增加施工成本。

机械式随钻测量工具相对于电控式随钻测量工具具有耐高温、可靠性高的优势。然而传统的机械式测斜仪器，例如申请号为CN200510042035.2的中国发明专利提出了一种机械式无线随钻测斜仪，其脉冲发生器为传统钟摆型，依靠产生不同数量的泥浆脉冲信号以反应不同大小的井斜参数。但是使用这种仪器进行随钻测量时，需要关停泥浆泵，影响钻进效率。且仅仅使用脉冲信号的个数作为信号传输的特征载体，信息承载能力弱。

申请号为CN202111210559.3的中国发明专利公开的一种机械式随钻井斜测量仪，能够产生连续的泥浆脉冲信号波，无需关停泥浆泵。但是该种测量仪制造的泥浆秒冲信号连续波幅值一致，仅靠波的频率来反应井斜参数，信号承载能力弱，最大井斜测量角为17°，无法实现水平定向井及近水平井的测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种泥浆脉冲信号发生装置及测斜仪，以解决上述现有技术存在的问题，能够产生不同幅值、频率大小的泥浆压力连续脉冲波。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种泥浆脉冲信号发生装置，包括外筒体及同轴设置在外筒体内的内筒体，所述内筒体内部设有内流道，所述内筒体和外筒体之间的间隔形成环状的外流道，所述内流道内设置有流量控制阀和水力涡轮，所述流量控制阀位于水力涡轮的上游段；

还包括设置于外筒体和内筒体之间的信号发生座以及与水力涡轮装配的旋转挡块，所述信号发生座上开有过流孔，所述过流孔设置在环状外流道内，当水力涡轮带动旋转挡块旋转时，所述旋转挡块可周期性遮挡过流孔从而改变外流道的过流面积。

优选地，所述流量控制阀包括控制模块、配流阀座以及装配在配流阀座体内的配流阀芯，所述配流阀芯上开有上阀孔，所述配流阀座上开有下阀孔；当所述上阀孔和下阀孔重合时，所述内流道连通；所述控制模块用于移动配流阀芯从而改变上阀孔和下阀孔的重合面积。

优选地，所述配流阀座的阀座密封面为柱面状，所述配流阀芯的阀芯密封面为柱面状，所述配流阀芯可沿阀座密封面与阀芯密封面的贴合面转动，所述阀芯密封面上沿圆周方向依次开有第一上阀孔、第二上阀孔和第三上阀孔，所述第一上阀孔的宽度、第二上阀孔的宽度以及第三上阀孔的宽度互不相等。

优选地，沿所述阀芯密封面的圆周方向上：所述第一上阀孔的底边与第二上阀孔的顶边齐平，所述第二上阀孔的底边与第三上阀孔的顶边齐平，第一上阀孔的弧度、第二上阀孔的弧度及第三上阀孔的弧度互不相同；

沿所述阀芯密封面的宽度方向上：第一上阀孔、第二上阀孔和第三上阀孔间隔排列；沿所述阀座密封面的宽度方向上，间隔排列有第一下阀孔、第二下阀孔和第三下阀孔，所述第一下阀孔与第一上阀孔、第二下阀孔与第二上阀孔、第三下阀孔与第三上阀孔的宽度分别对应且相等，所述第一下阀孔、第二下阀孔和第三下阀孔的顶边和底边均齐平，所述配流阀座上还开设有用于连接各下阀孔与内流道的连通槽。