石化行業(yè)測(cè)井正脈沖發(fā)聲器的工作原理

石油測(cè)井正脈沖發(fā)聲器的工作原理

正脈沖發(fā)生器是MWD/LWD組合儀器與地面設(shè)備之間的通訊工具，是一種簡(jiǎn)單的但行之有效的泥漿脈沖遙傳系統(tǒng)，能將井下測(cè)量設(shè)備所測(cè)量的數(shù)據(jù)直接傳送到地面設(shè)備。該設(shè)備位于鉆鋌中MWD/LWD組合儀器的頂端。通訊的實(shí)現(xiàn)是利用在鉆桿內(nèi)循環(huán)的泥漿柱中產(chǎn)生小的壓力脈沖，這些包含了從井下電子線路編碼信息的壓力脈沖，能被MWD/LWD地面設(shè)備檢測(cè)和解碼。

正脈沖發(fā)生器是一個(gè)機(jī)電液一體化設(shè)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(dòng)以產(chǎn)生正脈沖。溢流閥控制儀器的內(nèi)壓力調(diào)節(jié)脈沖的幅度控制閥控制主閥的運(yùn)動(dòng)。

正脈沖發(fā)生器的周圍充滿了被泥漿泵往下泵的泥漿，泥漿的壓力來自于往下泵時(shí)遇到的鉆頭阻力。當(dāng)泥漿通過鉆頭后它從鉆鋌和井眼之間的間隙中間向上流動(dòng)。環(huán)空壓力來源于泥漿的重量，泥漿重量所產(chǎn)生的壓力稱為流體靜壓力。不產(chǎn)生脈沖時(shí)沿鉆桿從地面向下泵的泥漿流經(jīng)主閥筒，推動(dòng)主閥芯向下壓迫彈簧由于泥漿流的總流通面積減少在主閥筒處出現(xiàn)一小壓差，高壓邊泥漿經(jīng)主軸內(nèi)孔到達(dá)控制閥下方。高壓施加在浮動(dòng)活塞的頂部浮動(dòng)活塞的兩邊壓力平衡。

浮動(dòng)活塞使油室與泥漿分開油室內(nèi)裝有一個(gè)控制電磁閥和一個(gè)流體開關(guān)。流體開關(guān)兩邊的壓力差約等于主閥筒處的壓差。當(dāng)此壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)就會(huì)啟動(dòng)微動(dòng)開關(guān)使脈沖發(fā)生器開始工作。?當(dāng)驅(qū)動(dòng)器送來控制信號(hào)時(shí)螺線管被激勵(lì)，銜鐵產(chǎn)生的吸力克服兩個(gè)復(fù)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(shí)使高壓泥漿經(jīng)主閥軸內(nèi)孔流過控制閥座，至動(dòng)力活塞的背面。動(dòng)力活塞與主軸連接并且直徑大于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(dòng)主閥芯向上朝著主閥筒運(yùn)動(dòng)泥漿流的總流通面積進(jìn)一步減小在鉆桿中產(chǎn)生高壓。

這樣就產(chǎn)生一個(gè)正脈沖也就是二進(jìn)制編碼的“1”。此高壓的大小由動(dòng)力活塞上的閥控制。在一規(guī)定的壓力下溢流閥打開防止主閥進(jìn)一步提升。用這種方式就可以在較大的一個(gè)流量范圍內(nèi)，控制了所產(chǎn)生脈沖的幅度。當(dāng)來自驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)關(guān)斷時(shí)，因復(fù)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(dòng)力活塞之下的高壓經(jīng)閥的狹縫向低壓邊泄漏，使主閥被推動(dòng)，壓著主彈簧向下運(yùn)動(dòng)，從而降低了鉆桿內(nèi)的壓力至正常值。這種狀態(tài)就是二進(jìn)制編碼的“0”。?由正脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的液動(dòng)壓力的變化經(jīng)鉆桿傳到地面，被傳感器檢測(cè)。連續(xù)的壓力脈沖編碼就表示井下傳感器所記錄的數(shù)據(jù)。