石油測井正脈沖發(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，是一種簡單的但行之有效的泥漿脈沖遙傳系統(tǒng)，能將井下測量設(shè)備所測量的數(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)備檢測和解碼。

正脈沖發(fā)生器是一個機電液一體化設(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動。

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。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)生脈沖時沿鉆桿從地面向下泵的泥漿流經(jīng)主閥筒，推動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(nèi)裝有一個控制電磁閥和一個流體開關(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)定值時就會啟動微動開關(guān)使脈沖發(fā)生器開始工作。?當(dāng)驅(qū)動器送來控制信號時螺線管被激勵，銜鐵產(chǎn)生的吸力克服兩個復(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使高壓泥漿經(jīng)主閥軸內(nèi)孔流過控制閥座，至動力活塞的背面。動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鉆桿中產(chǎn)生高壓。

這樣就產(chǎn)生一個正脈沖也就是二進制編碼的“1”。此高壓的大小由動力活塞上的閥控制。在一規(guī)定的壓力下溢流閥打開防止主閥進一步提升。用這種方式就可以在較大的一個流量范圍內(nèi)，控制了所產(chǎn)生脈沖的幅度。當(dāng)來自驅(qū)動器的信號關(guān)斷時，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，壓著主彈簧向下運動，從而降低了鉆桿內(nèi)的壓力至正常值。這種狀態(tài)就是二進制編碼的“0”。?由正脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的液動壓力的變化經(jīng)鉆桿傳到地面，被傳感器檢測。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)。