[实用新型]一种随钻测量连续波信号发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气田开发中的泥浆脉冲技术领域，特别涉及一种一种随钻测量连续波信号发生器，其具有低启动扭矩、可自旋性的特征，从而为连续波井下信息高速上传技术奠定良好基础。

背景技术

在油气田开发的随钻测量（Measurement While Drilling,MWD）工程中通常使用泥浆脉冲系统作为井下信息传递的主要工具。根据其发生器结构的不同，泥浆脉冲系统可分为三类：正脉冲、负脉冲和连续波。由于连续波信号发生器产生的载波信号频率较高、稳定性强，脉冲产生过程对井下钻具的腐蚀性较小，所以连续波系统已逐渐成为MWD主要信息传输方式，而且越来越多的科研和生产单位投入大量资金、人力对这一系统进行不断改善和开发。

在气体或液体动力下信号发生器的旋转性能和流体力学特性与其机械结构密切相关。例如，在1988年以前，连续波信号发生器传统设计中将转子置于定子上方，这种结构的发生器其转动趋势为静止常闭状态，在工程应用中，更容易受到异物的侵入，造成卡死，从而堵塞流体通道。随后在美国专利US4785300中对这一结构进行了改动，将转子设计安装于定子下方，从而有效改善了发生器工作中的易于阻塞和卡死的问题。

连续波信号发生器通常在电机驱动下工作。随钻测量信息或录井信息通过控制电机的工作状态，进一步体现为发生器的旋转状态的改变。可以用二进制的“0”、“1”来表示其旋转状态的不同，发生器旋转状态的变化引起钻井液通道中压力的改变，因此通过压力的变化可传递发生器发出的“0”、“1”编码信息。这一压力信号向上传播到地面，被地面检测设备所记录，在进一步的信号解调、处理和分析后，便得到随钻测量的具体信息。工程和技术界将这一整体过程称之为连续波井下随钻测量信息传输技术。

驱动连续波信号发生器的电机需要有相应的动力供给设备，通常这一设备为井下涡轮电机。由于信号发生器在工作过程中会遇到各种正常或非正常状态：例如信息编码的需要使发生器停止或恢复旋转、由于岩石碎粒进入发生器式其出现卡转现象等，从一种到另一种工作状态的变化需要极大的动力扭矩才能实现。如果这一扭矩超出了现有设备所能提供的动力输出，那么连续波随钻测量系统的应用就会大大受到限制。

因此，信号发生器的扭矩特性就是影响其本身乃至于整个系统性能的关键因素之一，需要尽可能对其进行优化。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种具有低启动扭矩、可自旋性的特征的随钻测量连续波信号发生器。

所述技术方案如下：

一种随钻测量连续波信号发生器，包括转子圆盘、定子圆盘及中心轴，所述定子圆盘与所述中心轴固定连接，所述转子圆盘与所述中心轴通过轴承相对旋转连接，所述转子圆盘的外圆面上成型有多个相同的扇形叶片，所述扇形叶片沿所述转子圆盘的径向均布设置；所述定子圆盘上成型有多个与所述扇形叶片形状相同的扇形过流孔，多个所述扇形过流孔沿所述定子圆盘的径向均布于其圆盘面上，且与多个所述扇形叶片沿轴向的投影对应重合。

所述扇形叶片的两侧成型有切削锥边，所述切削锥边与所述中心轴所成夹角α为8～12°，所述扇形叶片的大端面面向所述定子圆盘的圆盘面。

优选地，所述切削锥边与所述中心轴所成夹角α为10°。

所述定子圆盘与转子圆盘的间隙为小于1/5英寸。

优选地，所述定子圆盘与转子圆盘的间隙为1/10英寸。

所述扇形过流孔和所述扇形叶片的数量均为4个，所述定子圆盘的厚度为1/3英寸，所述转子圆盘的厚度为1/2英寸。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型通过在转子圆盘上成型多个带有自旋转功能的扇形叶片，充分考虑了启动扭矩对其工作性能的影响，极大降低了由于流体对其产生的阻力和异物阻塞的影响，无需电机作为动力源，而在管路通道内流体（钻井液或气体）的流动驱使下，便可以实现自旋转，可以极大降低信号发生器的启动扭矩，改善其流体动力特性，便于工程中的实现和应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的连续波信号发生器定子结构图；

图2为图1的的A-A截面剖视图；

图3为本实用新型所提供的连续波信号发生器转子结构图；

图4为图3的仰视图；