[发明专利]用于控制钻井工具的井下转速的方法和设备

权利要求书

1.一种钻井设备，包括：

(a)前进腔马达，所述前进腔马达能以旋转方式连接到受控装置；

(b)流动控制阀组件，所述流动控制阀组件以旋转方式联接到所述前进腔马达，且适合于计量钻井流体通过所述前进腔马达的流动；

(c)控制马达，所述控制马达适合于控制所述流动控制阀组件；和

(d)电子部分，所述电子部分适合于控制所述控制马达。

2.根据权利要求1所述的钻井设备，其中所述前进腔马达借助于驱动轴联接到所述流动控制阀组件。

3.根据权利要求1所述的钻井设备，其中所述流动控制阀组件包括上套筒和下套筒，所述上套筒和下套筒能以滑动方式接合，其中所述上套筒和下套筒的相对位置能在打开位置和关闭位置之间调整，在所述打开位置中，离开所述前进腔马达的流体能在所述上套筒和下套筒之间流动，而所述关闭位置防止流体在所述上套筒和下套筒之间流动。

4.根据权利要求3所述的钻井设备，其中所述上套筒和下套筒具有互补的渐缩形构造。

5.根据权利要求4所述的钻井设备，其中所述上套筒和下套筒具有截头锥形构造。

6.根据权利要求1所述的钻井设备，其中所述流动控制阀组件包括从包含如下内容的组中选择的阀：球阀、闸阀、球心阀、塞阀、针阀、隔膜阀和蝶阀。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的钻井设备，进一步包括一个或多个出口，进入所述流动控制阀组件的流体能通过所述一个或多个出口离开所述流动控制阀组件。

8.根据权利要求7所述的钻井设备，进一步包括细长的圆柱形工具壳体，所述工具壳体包围所述前进腔马达、所述流动控制阀组件、所述控制马达和所述电子部分，且其中所述一个或多个出口中的至少一个出口从所述流动控制阀组件延伸通过所述工具壳体的壁。

9.根据权利要求1至6中的任一项所述的钻井设备，其中所述电子部分包括从包含如下内容的组中选择的一个或多个传感器：加速度计、倾斜传感器、方位角传感器、转速传感器和压力传感器。

10.一种用于控制钻井工具的转速的设备，所述设备包括：

(a)细长的圆柱形工具壳体；

(b)前进腔马达，所述前进腔马达包括前进腔马达壳体、限定中心孔的定子和设置在所述定子内的转子，所述转子具有上端和下端；

(c)驱动轴，所述驱动轴具有上端和下端，所述驱动轴的所述下端以能操作的方式连接到所述转子的上端，所述驱动轴设置在限定驱动轴孔的驱动轴壳体内；

(d)流动控制阀组件，所述流动控制阀组件具有上端和下端，所述流动控制阀组件的所述下端以能操作的方式连接到所述驱动轴的上端；

(e)控制马达，所述控制马达适合于致动所述流动控制阀组件；和

(f)电子部分，所述电子部分包括电子控制部分和传感器组件，所述电子部分以能操作的方式连接到所述流动控制阀组件；其中：

(g)所述前进腔马达、驱动轴、流动控制阀组件、控制马达和电子部分设置在所述工具壳体内，在所述组件和所述工具壳体壁之间形成工具壳体环；

(h)一个或多个入口设置在所述PC马达壳体的下部区域内，以使所述定子的中心孔与所述工具壳体环流体连通；

(i)所述流动控制阀组件包括延伸通过所述工具壳体的壁的一个或多个出口；以及

(j)所述流动控制阀组件能在打开位置和关闭位置之间操作，在所述打开位置中，所述一个或多个出口与所述定子的中心孔经由所述驱动轴孔流体连通，在所述关闭位置中，防止流体从所述定子的中心孔向所述出口流动。

11.根据权利要求10所述的设备，其中所述流动控制阀组件包括上套筒和下套筒，所述上套筒和下套筒能以滑动方式接合，以便当所述流动控制阀组件处于打开位置时，离开所述前进腔马达的流体能在所述上套筒和下套筒之间流动。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述上套筒和下套筒具有互补的渐缩形构造。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述上套筒和下套筒具有截头锥形构造。

14.根据权利要求10至13中的任一项所述的钻井设备，其中所述电子部分包括从包含如下内容的组中选择的一个或多个传感装置：加速度计、倾斜传感器、方位角传感器、转速传感器和压力传感器。