石油測井應用中正脈衝發聲器的工作原理

2020-12-03 電子發燒友

石油測井應用中正脈衝發聲器的工作原理

石油測井文章 發表於 2020-06-27 09:51:00

石油測井正脈衝發聲器的工作原理

正脈衝發生器是MWD/LWD組合儀器與地面設備之間的通訊工具，是一種簡單的但行之有效的泥漿脈衝遙傳系統，能將井下測量設備所測量的數據直接傳送到地面設備。該設備位於鑽鋌中MWD/LWD組合儀器的頂端。通訊的實現是利用在鑽杆內循環的泥漿柱中產生小的壓力脈衝，這些包含了從井下電子線路編碼信息的壓力脈衝，能被MWD/LWD地面設備檢測和解碼。

正脈衝發生器是一個機電液一體化設備，它主要由主閥、溢流閥和控制閥組成。主閥限制泥漿的流動以產生正脈衝。溢流閥控制儀器的內壓力調節脈衝的幅度控制閥控制主閥的運動。

正脈衝發生器的周圍充滿了被泥漿泵往下泵的泥漿，泥漿的壓力來自於往下泵時遇到的鑽頭阻力。當泥漿通過鑽頭後它從鑽鋌和井眼之間的間隙中間向上流動。環空壓力來源於泥漿的重量，泥漿重量所產生的壓力稱為流體靜壓力。不產生脈衝時沿鑽杆從地面向下泵的泥漿流經主閥筒，推動主閥芯向下壓迫彈簧由於泥漿流的總流通面積減少在主閥筒處出現一小壓差，高壓邊泥漿經主軸內孔到達控制閥下方。高壓施加在浮動活塞的頂部浮動活塞的兩邊壓力平衡。

浮動活塞使油室與泥漿分開油室內裝有一個控制電磁閥和一個流體開關。流體開關兩邊的壓力差約等於主閥筒處的壓差。當此壓差達到設定值時就會啟動微動開關使脈衝發生器開始工作。 當驅動器送來控制信號時螺線管被激勵，銜鐵產生的吸力克服兩個復位彈簧的壓力將控制閥向下拉。

控制閥被從它的閥座往回拉時使高壓泥漿經主閥軸內孔流過控制閥座，至動力活塞的背面。動力活塞與主軸連接並且直徑大於主閥筒上主閥芯的直徑，主閥芯與主軸粘在一起活塞之下的高壓推動主閥芯向上朝著主閥筒運動泥漿流的總流通面積進一步減小在鑽杆中產生高壓。

這樣就產生一個正脈衝也就是二進位編碼的「1」。此高壓的大小由動力活塞上的閥控制。在一規定的壓力下溢流閥打開防止主閥進一步提升。用這種方式就可以在較大的一個流量範圍內，控制了所產生脈衝的幅度。當來自驅動器的信號關斷時，因復位彈簧的作用，控制閥快速返回閥座，阻斷了通過主軸的泥漿流。

動力活塞之下的高壓經閥的狹縫向低壓邊洩漏，使主閥被推動，壓著主彈簧向下運動，從而降低了鑽杆內的壓力至正常值。這種狀態就是二進位編碼的「0」。 由正脈衝發生器所產生的液動壓力的變化經鑽杆傳到地面，被傳感器檢測。連續的壓力脈衝編碼就表示井下傳感器所記錄的數據。

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