[发明专利]一种剪切阀脉冲发生装置

说明书

本发明公开了一种剪切阀脉冲发生装置，包括高温驱动机构、减速机构以及憋压执行机构，所述高温驱动机构通过所述减速机构驱动所述憋压执行机构，所述高温驱动机构中设置有耐高温电机，所述憋压执行机构包括安装筒、旋转轮以及泄流器，所述旋转轮转动连接至所述安装筒中并与所述减速机构的旋转轴连接，所述泄流器固定至所述安装筒中并与所述旋转轮同轴排布，所述旋转轮上设置有泄压孔，所述泄流器上设置有泄流孔，所述旋转轮与所述泄流器紧贴，所述安装筒的两端仅通过所述泄压孔与所述泄流孔连通。

技术领域

本发明涉及石油钻探领域，更具体地，涉及一种剪切阀脉冲发生装置。

背景技术

随着国内外石油行业的迅速崛起，无线随钻测斜仪得到了较快发展及更新换代，由于很多地区的岩层固有难钻进的特性，导致很多底层石油难以开采，加之井下温度较高，如新疆，四川等处的井下温度接近160℃，这样普通仪器耐不了那么高的温度，或普通仪器下井到底，温度过高会导致仪器使用寿命大大缩短。普通钻井仪器脉冲发生装置大都是电磁阀结构，在泥浆比重较高或者钻井液不良的情况下，导致直线运动结构的电磁阀动力组合被泥浆或者井底砂石堵塞，导致仪器工作不正常，事故率较高，也增加了钻井成本。在这种环境下，耐高温的并且不容易被泥浆或者砂石堵住的仪器成为了高温井、含沙量大的井的主流趋势。

目前针对上述使用环境的脉冲发生装置主要分为普通油囊式结构的脉冲发生装置和活塞式结构的脉冲发生装置，因为橡胶油囊固有特性，油囊式仪器耐高温温度一般在125℃左右，活塞式仪器耐高温温度在150℃左右。这两种结构的脉冲发生装置其原理都是电磁阀的直线运动带动机械杆直线运动，产生压力波。泥浆比重在1.5以下使用还可以。国内很多区域的岩层很难钻进，致使泥浆比重增加。泥浆比重高的能达到2.5左右，这样普通仪器在井下很容易堵住，故障率很大。国外纯进口的液压结构的脉冲发生装置，虽然能满足高温150℃和高比重泥浆的性能，但是维修成本较大，维修周期长，换配件的成本较高。

因此，需要一种新型的脉冲发生装置，能够解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种耐高温脉冲发生的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种剪切阀脉冲发生装置，包括高温驱动机构、减速机构以及憋压执行机构，所述高温驱动机构通过所述减速机构驱动所述憋压执行机构，所述高温驱动机构中设置有耐高温电机，所述憋压执行机构包括安装筒、旋转轮以及泄流器，所述旋转轮转动连接至所述安装筒中并与所述减速机构的旋转轴连接，所述泄流器固定至所述安装筒中并与所述旋转轮同轴排布，所述旋转轮上设置有泄压孔，所述泄流器上设置有泄流孔，所述旋转轮与所述泄流器紧贴，所述安装筒的两端仅通过所述泄压孔与所述泄流孔连通。

通过本方案，通过耐高温电机带动减速机构转动，通过减速机构带动旋转轮转动，实现泄压孔与泄流孔周期性的通断，当闭合时候，泥浆基本不流通，在安装筒内憋钻井液压力，此区域局部压力上升，产生压力信号。当打开时候，此处钻井液流通顺畅，压力信号消失。通过周期性的压力增长与下降，产生脉冲发生装置周期性波形。并通过一系列的地面系统解码，提供我们需要的钻井数据；由于减速机构的存在，高温电机远离憋压执行机构，能够在远离高温区域，而且利用旋转轮的旋转实现压力脉冲，相较于传统的电磁阀以及活塞式结构耐热性能更强，且更适合在泥浆比重高的环境中使用。

优选地，所述泄流器包括泄流盘以及封堵机构，所述泄流孔均匀布置于所述泄流盘上，所述封堵机构与所述泄流盘相配合以均匀封堵部分所述泄流孔。

通过本方案，旋转盘与泄流盘相配合实现脉冲的发生，而封堵机构能够封堵部分泄流孔，使泄流孔的密度降低，使旋转盘在转速恒定的前提下，降低脉冲频率，从而无需控制高温电机，也无需控制减速机构进行复杂的动作即可实现脉冲的频率调节，使本装置的控制更加简单，提高在高温环境中的使用寿命。

优选地，所述旋转轮上仅设置一个所述泄压孔，所述泄压孔的两侧设置有平衡块。