[发明专利]使用动态可调节可变排量泵的井下动力转换和管理

权利要求书

1.一种底部钻具组合件，包括：

钻铤；以及

动力源，其包括：

可调节的动态可变排量轴向活塞泵，所述动态可变排量轴向活塞泵具有动态可调节旋转斜板，所述动态可变排量轴向活塞泵包括由输入轴驱动的具有旋转缸体的液压泵，所述液压泵能够配置有对称地布置于缸体中的两个或更多个活塞，所述活塞在平行于圆柱形活塞区块的旋转轴线的方向上往复，所述两个或更多个活塞中的每个活塞的一端能够以接触所述动态可调节旋转斜板的表面并在所述动态可调节旋转斜板的表面上滑动的滑块杯结束；以及

由钻井泥浆提供动力的流体涡轮机，其驱动所述动态可变排量轴向活塞泵的输入轴，和

微控制器组合件，其包括：

处理器；

非易失性存储器；

存储于所述非易失性存储器中的程序，所述程序被配置成通过改变所述动态可变排量轴向活塞泵的所述动态可调节旋转斜板的角度来控制动力源输出的振幅。

2.根据权利要求1所述的底部钻具组合件，其中所述动力源进一步包括被配置成控制所述旋转斜板的角度的轴向活塞泵致动器。

3.根据权利要求1所述的底部钻具组合件，其中所述动力源进一步包括被配置成向所述动态可变排量轴向活塞泵提供最小流量的进料泵。

4.根据权利要求1所述的底部钻具组合件，其中所述动力源进一步包括低压输入线，所述低压输入线配置有止回阀和穿过所述止回阀到液压储集器的路径，以向所述动态可变排量轴向活塞泵提供额外流体。

5.根据权利要求1所述的底部钻具组合件，其中所述动态可变排量轴向活塞泵配置于液压开环回路中以调节负载所需的可变功率。

6.根据权利要求1所述的底部钻具组合件，其中所述动态可变排量轴向活塞泵配置于液压闭环回路中以调节负载所需的可变功率。

7.根据权利要求1所述的底部钻具组合件，进一步包括泥浆流速传感器，所述泥浆流速传感器被配置成与所述微控制器组合件通信使得大体上实时的泥浆流速数据被提供给所述微控制器组合件。

8.根据权利要求7所述的底部钻具组合件，其中所述微控制器组合件进一步包括存储于所述非易失性存储器中的被配置成执行以下步骤的程序：

从所述泥浆流速传感器接收大体上实时的泥浆流速数据；

控制所述动力源输出的所述振幅；以及

相对于从所述泥浆流速传感器接收到的所述大体上实时的泥浆流速数据而改变所述动态可变排量轴向活塞泵的所述动态可调节旋转斜板的所述角度。

9.根据权利要求1所述的底部钻具组合件，进一步包括旋转速率传感器，所述旋转速率传感器被配置成与所述微控制器组合件通信，使得所述底部钻具组合件的大体上实时的旋转速率数据被提供给所述微控制器组合件。

10.根据权利要求9所述的底部钻具组合件，进一步包括：

钻头，其能够进行轴向偏转；以及

钻头偏转振幅传感器，其被配置成与所述微控制器组合件通信，使得大体上实时的钻头偏转振幅数据被提供给所述微控制器组合件。

11.根据权利要求10所述的底部钻具组合件，其中所述微控制器组合件进一步包括存储于所述非易失性存储器中的被配置成执行以下步骤的程序：

从所述旋转速率传感器接收大体上实时的旋转速率数据；

从所述钻头偏转振幅传感器接收大体上实时的钻头偏转振幅数据；以及

控制所述动力源输出的所述振幅，并相对于所述大体上实时的旋转速率数据和所述大体上实时的钻头偏转振幅数据中的一个或两个而改变所述动态可变排量轴向活塞泵的所述动态可调节旋转斜板的所述角度。