[发明专利]用于将信息从井中的井下钻柱传输到地表的旋转式脉冲发生器和方法

权利要求书

1.一种用于从在钻井孔中的井下位置操作的钻柱的一部分传输信息的旋转式脉冲发生器，所述钻柱具有通道，钻井流体流动通过所述通道，所述旋转式脉冲发生器包括：

a)定子，所述定子适合于安装在所述钻柱中并且具有形成于其中的至少一个通道，所述钻井流体的至少一部分流动通过所述通道；

b)转子，所述转子适合于邻近所述定子安装在所述钻柱中，所述转子可旋转到至少第一和第二圆周取向，取决于所述转子的圆周取向，所述转子将不同程度的阻塞赋予流动通过所述定子通道的钻井流体的所述流动，所述第一圆周取向将比所述第二圆周取向大的阻塞提供给钻井流体的所述流动，由此所述转子的旋转生成用待传输的所述信息编码的一系列压力脉冲，并且由此流动通过所述脉冲发生器的钻井流体受到跨所述转子的压降；

c)用于自动地响应跨所述转子的所述压降的变化从而衰减所述压降的所述变化的装置；以及

d)围绕所述转子的钻井流体的泄漏路径，所述泄漏路径具有流动面积并且包括形成于所述转子和所述定子之间的间隙，

其中用于自动地响应跨所述脉冲发生器的压降的变化的所述装置包括用于响应所述压降的变化改变所述泄漏路径的所述流动面积的装置，并且其中用于响应所述压降的变化改变所述泄漏路径的所述流动面积的所述装置包括用于响应所述压降的变化改变所述间隙的装置。

2.根据权利要求1所述的旋转式脉冲发生器，其中所述转子限定轴线，并且其中所述间隙是大体上在平行于所述转子的所述轴线的方向上延伸的轴向间隙。

3.根据权利要求1所述的旋转式脉冲发生器，其中用于改变所述间隙的所述装置包括用于生成朝着所述定子偏压所述转子的力的装置。

4.根据权利要求3所述的旋转式脉冲发生器，其中所述偏压装置包括弹簧。

5.根据权利要求4所述的旋转式脉冲发生器，其中所述弹簧包括蝶形弹簧。

6.根据权利要求3所述的旋转式脉冲发生器，其中所述用于生成朝着所述定子偏压所述转子的力的装置包括用于将预负荷力施加到所述转子的装置，所述预负荷力抵抗所述转子远离所述定子的移动。

7.根据权利要求1所述的旋转式脉冲发生器，其中所述转子限定轴线，并且其中跨所述转子的所述流体的所述压降生成在下游方向上驱动所述转子的轴向力，并且其中用于自动地响应所述压降的变化的所述装置包括朝着所述定子偏压所述转子的弹簧，所述弹簧的偏转生成力，所述力与由所述压降生成的所述轴向力相反。

8.一种用于从在钻井孔中的井下位置操作的钻柱的一部分传输信息的旋转式脉冲发生器，所述钻柱具有通道，钻井流体流动通过所述通道，所述旋转式脉冲发生器包括：

a)定子，所述定子适合于安装在所述钻柱中并且具有形成于其中的至少一个通道，所述钻井流体的至少一部分流动通过所述通道；

b)转子，所述转子适合于邻近所述定子安装在所述钻柱中，所述转子可旋转到至少第一和第二圆周取向，取决于所述转子的圆周取向，所述转子将不同程度的阻塞赋予流动通过所述定子通道的钻井流体的所述流动，所述第一圆周取向将比所述第二圆周取向大的阻塞提供给钻井流体的所述流动，由此，在使用中，所述转子的旋转生成1)跨所述转子的所述钻井流体的压降以及2)用待传输的所述信息编码的一系列脉冲；

c)间隙，所述间隙形成于所述转子与所述定子之间，所述转子和所述定子能够相对移位，其中所述转子朝着所述定子的移位减小所述间隙，并且所述转子远离所述定子的移位增加所述间隙；以及

d)弹簧，所述弹簧布置成使得所述弹簧的偏转生成偏压力，所述偏压力抵抗所述转子和所述定子之间的相对移位，其中跨所述转子的所述压降的增加使所述转子抵抗由所述弹簧生成的所述偏压力远离所述定子移位从而增加所述间隙。

9.根据权利要求8所述的旋转式脉冲发生器，其中所述转子限定轴线，并且其中所述间隙是在平行于所述轴线的方向上延伸的轴向间隙。

10.根据权利要求8所述的旋转式脉冲发生器，其中所述弹簧包括蝶形弹簧。

11.根据权利要求8所述的旋转式脉冲发生器，其中所述转子可滑动地安装在转子轴上，由此所述转子相对于所述定子的移位通过所述转子在所述轴上滑动而实现。