[实用新型]一种井下涡轮发电机闭环控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油勘探开发控制系统，尤其涉及一种井下涡轮发电机闭环控制系统。

背景技术

在旋转导向工具中，井下涡轮发电机为其提供电能和对地面下传指令进行解码，从而实现对旋转导向工具的控制。在钻井过程中，随着井深的不断增加，立管泥浆压力不断增大，地层压力波动不断变化，且钻进遇到的岩层不同，所要的泥浆流量也不同等。这些参数的变化，会影响井下涡轮发电机的正常工作和对地面指令解码的精度。这种情况下，需要有了解钻井、泥浆、井下涡轮发电机和指令下传装置性能的工程师在共同商讨后才能做出正确的判断，来调整泥浆流量和指令下传装置分流泥浆流量，满足井下涡轮发电机的需要。

但在实际工作中，受钻井平台人数的限制，不可能有许多各专业工程师去现场来保障井下涡轮发电机的正常运行，且目前的技术存在以下缺陷：

（1）各种井况参数独立采集和分析，不能有效统一整合，作业效率低下；

（2）在对井况参数分析时，需要很多专业工程师共同进行，人力成本高；

（3）受钻井平台限制，无法满足多专业工程师对工具提供技术支持，无法保障工具工作；

（4）得到分析结果后，在人为传递结果过程中，容易出现差错，造成事故。

实用新型内容

本实用新型针对不足，提供一种作业效率高、人力成本低、监测结果精度高的井下涡轮发电机闭环控制系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种井下涡轮发电机闭环控制系统，包括立管，立管前端位于泥浆池内，立管后端连接有水龙带，水龙带后端连接有井下涡轮发电机，立管中部设有泥浆泵，泥浆泵后侧的立管连接有高压管汇，高压管汇另一端连接有指令下传装置，指令下传装置包括泥浆流量控制阀和动力系统，动力系统与泥浆流量控制阀相连，高压管汇与泥浆流量控制阀相连，泥浆流量控制阀还连接有泥浆管，泥浆管另一端位于泥浆池内，其特征在于，该井下涡轮发电机闭环控制系统还包括地面系统，泥浆泵与地面系统之间通过连接控制电缆连接有泵冲传感器，泥浆泵后侧的立管与地面系统之间通过连接控制电缆连接有压力传感器，泥浆管与地面系统之间通过连接控制电缆连接有流量传感器，泥浆流量控制阀和动力系统也分别通过连接控制电缆与地面系统相连。

本实用新型能够对立管泥浆压力、泥浆泵流量和指令下传装置分流流量等井况参数进行实时监测，并与井下脉冲器上传的井下涡轮发电机工作状态参数相对比，由闭环控制系统的软件进行判断，再控制泥浆泵流量和指令下传装置分流泥浆流量，来调整井下涡轮发电机的状态，使其满足正常钻井和指令解码的要求。

本实用新型能统一采集和分析井况参数，根据井况的变化自主控制泥浆泵和指令下传装置，使其满足井下涡轮发电机的需要，作业效率高、监测结果精度高；地面系统能根据井况参数自主判断采取何种措施，减少对工程师的依赖，减少保障人员数量，降低了人力成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中：

1、地面系统；2、泥浆池；3、泥浆泵；4、流量传感器；5、泥浆流量控制阀；6、指令下传装置；7、动力系统；8、高压管汇；9、立管；10、压力传感器；11、水龙带；12、泵冲传感器；13、井口；14、泥浆管；15、井下涡轮发电机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

一种井下涡轮发电机闭环控制系统，如图1所示，包括立管9，立管9前端位于泥浆池2内，立管9后端连接有水龙带11，水龙带11后端连接有井下涡轮发电机15，立管9中部设有泥浆泵3，泥浆泵3后侧的立管9连接有高压管汇8，高压管汇8另一端连接有指令下传装置6，指令下传装置6包括泥浆流量控制阀5和动力系统7，动力系统7与泥浆流量控制阀5相连，高压管汇8与泥浆流量控制阀5相连，泥浆流量控制阀5还连接有泥浆管14，泥浆管14另一端位于泥浆池2内，该井下涡轮发电机闭环控制系统还包括地面系统1，泥浆泵3与地面系统1之间通过连接控制电缆连接有泵冲传感器12，泥浆泵3后侧的立管9与地面系统1之间通过连接控制电缆连接有压力传感器10，泥浆管14与地面系统1之间通过连接控制电缆连接有流量传感器4，泥浆流量控制阀5和动力系统7也分别通过连接控制电缆与地面系统1相连。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。