一種連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置的制作方法

本發(fā)明涉及井下工具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

隨鉆測(cè)量系統(tǒng)是石油鉆井過程中必不可少的測(cè)量工具，尤其是在定向井和高難度水平井的開采中，隨鉆測(cè)量系統(tǒng)發(fā)揮著不可替代的作用。高質(zhì)量的信號(hào)傳輸技術(shù)，可以提高油氣鉆探工程的油氣發(fā)現(xiàn)率和鉆探成功率、以及油氣開發(fā)工程的儲(chǔ)層鉆遇率和采收率，達(dá)到降低開發(fā)成本、提升成功率的目的。

目前，使用較為普遍的是鉆井液正脈沖傳輸方式，這種傳輸方式的數(shù)據(jù)傳輸速率較低，而連續(xù)波方式相對(duì)正脈沖表現(xiàn)出較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和較強(qiáng)的抗干擾能力，是一項(xiàng)非常有應(yīng)用前景的鉆井液脈沖傳輸技術(shù)。由于連續(xù)波脈沖發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難度大，我國在該領(lǐng)域還處于研發(fā)階段，沒有相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品，而國外也只有少數(shù)幾家公司擁有產(chǎn)品，主要為旋轉(zhuǎn)閥信號(hào)發(fā)生器和擺動(dòng)轉(zhuǎn)閥式信號(hào)發(fā)生器，這些公司對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的封鎖，給連續(xù)波的研究進(jìn)展帶來了很大困難。因此，研究一項(xiàng)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的連續(xù)波信號(hào)發(fā)生器勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種數(shù)據(jù)傳輸速率較高的連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種驅(qū)動(dòng)連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置，包括活塞缸、多閥口往復(fù)主閥和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述多閥口往復(fù)主閥設(shè)置于所述活塞缸內(nèi)，所述活塞缸內(nèi)設(shè)置有第一工作回路和第二工作回路，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于循環(huán)切換所述活塞缸內(nèi)的工作回路，并驅(qū)動(dòng)所述多閥口往復(fù)主閥隨工作回路的切換作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)及電機(jī)，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括斜面凸輪以及與所述斜面凸輪的斜面配合的第一閥桿和第二閥桿，所述電機(jī)與所述斜面凸輪連接，所述第一閥桿和所述第二閥桿分別設(shè)置于所述活塞缸的第一工作回路口和第二工作回路口內(nèi)。

其中，所述活塞缸內(nèi)設(shè)置有腔體，所述腔體內(nèi)設(shè)置有所述多閥口往復(fù)主閥以及活塞，所述活塞與所述多閥口往復(fù)主閥連接；所述第一工作回路口和所述第二工作回路口與所述腔體連通。

其中，所述活塞未連接所述多閥口往復(fù)主閥的一側(cè)的表面積大于所述多閥口往復(fù)主閥遠(yuǎn)離所述活塞的一側(cè)的表面積。

其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括凸輪密封殼及電機(jī)保護(hù)殼，所述斜面凸輪容置于所述凸輪密封殼內(nèi)，所述凸輪密封殼在所述第一工作回路口和所述第二工作回路口相應(yīng)位置處設(shè)有第一通孔和第二通孔，所述第一閥桿依次穿過所述第一通孔和所述第一工作回路口，所述第二閥桿依次穿過所述第二通孔和所述第二工作回路口；所述電機(jī)容置于所述電機(jī)保護(hù)殼內(nèi)。

其中，所述凸輪密封殼內(nèi)填充有潤滑油。

其中，所述第一閥桿和所述第二閥桿均平行于所述斜面凸輪的中心軸線，且所述第一閥桿和所述第二閥桿相對(duì)于所述斜面凸輪的中心對(duì)稱設(shè)置。

其中，所述斜面凸輪的斜面與所述斜面凸輪的中心軸線之間的夾角小于30°。

其中，所述腔體的側(cè)壁上設(shè)置有溢流閥。

其中，還包括控制裝置，所述控制裝置通過連接插頭與所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電連接，所述控制裝置包括信息采集模塊、編碼器及供電裝置，所述信息采集模塊用于采集井下參數(shù)并發(fā)送至編碼器，所述編碼器將井下參數(shù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)角度，所述電機(jī)與所述連接插頭之間設(shè)置有電機(jī)密封蓋。

有益效果：本發(fā)明提供了一種連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置，包括活塞缸、多閥口往復(fù)主閥和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述多閥口往復(fù)主閥設(shè)置于所述活塞缸內(nèi)，所述活塞缸內(nèi)設(shè)置有第一工作回路和第二工作回路，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于循環(huán)切換所述活塞缸內(nèi)的工作回路，并驅(qū)動(dòng)所述多閥口往復(fù)主閥隨工作回路的切換作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)切換工作回路從而帶動(dòng)多閥口往復(fù)主閥作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而開閉周圍的多個(gè)閥口，在多個(gè)閥口的開閉過程中，會(huì)產(chǎn)生截流效應(yīng)，從而發(fā)出連續(xù)的壓力脈沖，達(dá)到產(chǎn)生連續(xù)波信號(hào)的目的，數(shù)據(jù)的傳輸速率高，信號(hào)強(qiáng)度大。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置的剖視圖；

圖2是圖1中A-A向剖視圖；

圖3是圖1中B-B向剖視圖。

其中：

1、活塞缸；11、腔體；111、溢流閥；121、第一工作回路口；122、第二工作回路口；

2、多閥口往復(fù)主閥；

31、電機(jī)；32、斜面凸輪；33、第一閥桿；34、第二閥桿；35、凸輪密封殼；36、電機(jī)保護(hù)殼；37、電機(jī)密封蓋；38、連接插頭；

41、活塞；5、鉆鋌；6、錐形壓環(huán)；7、膨脹圈。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1-圖3所示，本發(fā)明提供了一種連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置，主要通過液壓驅(qū)動(dòng)方式產(chǎn)生連續(xù)波信號(hào)。連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置包括活塞缸1、多閥口往復(fù)主閥2和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，多閥口往復(fù)主閥2設(shè)置于活塞缸1內(nèi)，活塞缸1內(nèi)設(shè)置有第一工作回路和第二工作回路，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于循環(huán)切換活塞缸1內(nèi)的工作回路，并驅(qū)動(dòng)多閥口往復(fù)主閥2隨工作回路的切換作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)切換工作回路從而帶動(dòng)多閥口往復(fù)主閥2作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而開閉周圍的多個(gè)閥口，在多個(gè)閥口的開閉過程中，會(huì)產(chǎn)生截流效應(yīng)，從而發(fā)出連續(xù)的壓力脈沖，達(dá)到產(chǎn)生連續(xù)波信號(hào)的目的，數(shù)據(jù)的傳輸速率高，信號(hào)強(qiáng)度大。

具體而言，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)及電機(jī)31，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括斜面凸輪32以及與斜面凸輪32的斜面配合的第一閥桿33和第二閥桿34，電機(jī)31與斜面凸輪32連接，第一閥桿33和第二閥桿34分別設(shè)置于活塞缸1的第一工作回路口121和第二工作回路口122內(nèi)。當(dāng)電機(jī)31轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)斜面凸輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，由于斜面凸輪32與第一閥桿33和第二閥桿34接觸的表面為斜面，斜面凸輪32的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)第一閥桿33和第二閥桿34上下運(yùn)動(dòng)，從而打開或關(guān)閉第一工作回路口121和第二工作回路口122。

活塞缸1內(nèi)設(shè)置有腔體11，通過工作回路的變換，活塞缸1內(nèi)的液體會(huì)進(jìn)入腔體11內(nèi)。其中，腔體11內(nèi)設(shè)置有多閥口往復(fù)主閥2以及活塞41，活塞41與多閥口往復(fù)主閥2連接；第一工作回路口121和第二工作回路口122與腔體11連通。通過第一閥桿33和第二閥桿34的上下運(yùn)動(dòng)，切換活塞缸1內(nèi)的工作回路，從而使活塞41上下運(yùn)動(dòng)，以帶動(dòng)多閥口往復(fù)主閥2作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生連續(xù)波信號(hào)。

在實(shí)際使用本發(fā)明提供的連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置時(shí)，通過錐形壓環(huán)6和膨脹圈7將該裝置卡入鉆鋌5內(nèi)，鉆鋌5下入井內(nèi)的套管內(nèi)，并且鉆鋌5管路中通有一定壓力的流體。如圖1所示狀態(tài)為初始狀態(tài)，并以電機(jī)31轉(zhuǎn)動(dòng)一周為例，具體分析各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

在電機(jī)31轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一圓周的過程中，電機(jī)31將扭矩通過聯(lián)軸器傳遞給斜面凸輪32，帶動(dòng)斜面凸輪32轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)斜面凸輪32轉(zhuǎn)動(dòng)將推動(dòng)第二閥桿34向上運(yùn)動(dòng)，第一閥桿33受腔體11內(nèi)流體壓力的作用向下運(yùn)動(dòng)，此過程中第一工作回路口121始終關(guān)閉，第二工作回路口122逐漸關(guān)閉，處于泄流狀態(tài)，多閥口往復(fù)主閥2向下運(yùn)動(dòng)，多閥口往復(fù)主閥2處的閥門處于打開狀態(tài)。

電機(jī)31繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一圓周，此過程中斜面凸輪32將推動(dòng)第二閥桿34繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，第一閥桿33受腔體11內(nèi)流體壓力的作用繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，從而使第二工作回路口122關(guān)閉，第一工作回路口121逐漸打開；活塞缸1內(nèi)的流體由第一工作回路口121進(jìn)入腔體11內(nèi)，進(jìn)入腔體11內(nèi)的流體將推動(dòng)活塞41和多閥口往復(fù)主閥2向上運(yùn)動(dòng)，使得多閥口往復(fù)主閥2周圍的閥口逐漸關(guān)閉。

電機(jī)31繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)四份之一圓周，此過程中，斜面凸輪32將推動(dòng)第一閥桿33向上運(yùn)動(dòng)，第二閥桿34受到腔體11內(nèi)的流體壓力的作用向下運(yùn)動(dòng)，此過程中第二工作回路口122始終關(guān)閉，第一工作回路口121處于泄流狀態(tài)并逐漸關(guān)閉，多閥口往復(fù)主閥2處于關(guān)閉狀態(tài)。

在電機(jī)31轉(zhuǎn)動(dòng)最后四分之一圓周的過程中，斜面凸輪32將推動(dòng)第一閥桿33向上運(yùn)動(dòng)，第二閥桿34受到腔體11內(nèi)流體壓力的作用向下運(yùn)動(dòng)，此過程中第一工作回路口121始終關(guān)閉，第二工作回路口122逐漸打開并處于泄流狀態(tài)，活塞4和多閥口往復(fù)主閥2受流體壓力的作用向上運(yùn)動(dòng)，從而打開周圍的多個(gè)閥口。

重復(fù)上述過程，可以實(shí)現(xiàn)多閥口往復(fù)主閥2的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而循環(huán)打開、關(guān)閉多個(gè)閥口，多個(gè)閥口的打開和關(guān)閉將會(huì)產(chǎn)生截流效應(yīng)，截流效應(yīng)將會(huì)產(chǎn)生壓力波，當(dāng)多閥口往復(fù)主閥2按照一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)時(shí)，即可在多閥口往復(fù)主閥2處產(chǎn)生連續(xù)的壓力波。

為使多閥口往復(fù)主閥2在兩端的流體壓強(qiáng)相等的情況下可以關(guān)閉閥口，活塞4未連接多閥口往復(fù)主閥2的一側(cè)的表面積大于多閥口往復(fù)主閥2遠(yuǎn)離活塞4的一側(cè)的表面積。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括凸輪密封殼35及電機(jī)保護(hù)殼36，斜面凸輪32容置于凸輪密封殼35內(nèi)，凸輪密封殼35在第一工作回路口121和第二工作回路口122相應(yīng)位置處設(shè)有第一通孔和第二通孔，第一閥桿33依次穿過第一通孔和第一工作回路口121，第二閥桿34依次穿過第二通孔和第二工作回路口122；電機(jī)31容置于電機(jī)保護(hù)殼36內(nèi)，凸輪密封殼35和電機(jī)保護(hù)殼36可以保護(hù)電機(jī)31及斜面凸輪32不受活塞缸1內(nèi)流體的影響，避免流體內(nèi)的雜質(zhì)磨損斜面凸輪32，提高裝置工作的可靠度。為使斜面凸輪32、第一閥桿33和第二閥桿34運(yùn)動(dòng)順暢，凸輪密封殼35內(nèi)可以填充潤滑油，為保證潤滑可靠，潤滑油可以充滿整個(gè)凸輪密封殼35。為防止?jié)櫥瓦M(jìn)入電機(jī)保護(hù)殼36內(nèi)，斜面凸輪32與電機(jī)31的連接端還設(shè)置有密封蓋。

本發(fā)明中第一閥桿33和第二閥桿34均平行于斜面凸輪32的中心軸線，且第一閥桿33和第二閥桿34相對(duì)于斜面凸輪32的中心對(duì)稱設(shè)置，一方面可以平衡第一閥桿33和第二閥桿34的受力情況；另一方面，在第一閥桿33和第二閥桿34的運(yùn)動(dòng)過程中，可以保持凸輪密封殼35內(nèi)的壓力不變，提高裝置的穩(wěn)定性。

其中，斜面凸輪32的斜面的傾斜角度與第一閥桿33和第二閥桿34的行程有關(guān)，為了提高斜面凸輪32機(jī)械傳遞效率和防止斜面凸輪32發(fā)生自鎖現(xiàn)象，斜面凸輪32的斜面與斜面凸輪32的中心軸線之間的夾角小于30°。

在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明的連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置還包括與電機(jī)31電連接的控制裝置，控制裝置通過連接插頭38與電機(jī)31連接，為保護(hù)電機(jī)31不受流體影響，連接插頭和電機(jī)31之間還設(shè)置有電機(jī)密封蓋37，以使電機(jī)31容置于密封的空間內(nèi)；控制裝置包括信息采集模塊、編碼器及供電裝置，信息采集模塊用于采集井下參數(shù)例如井斜角等參數(shù)，并將采集到的參數(shù)發(fā)送至編碼器，編碼器將井下參數(shù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)，并依據(jù)電信號(hào)控制電機(jī)31的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)角度，以調(diào)整連續(xù)波信號(hào)的特征。

此外，連續(xù)波信號(hào)發(fā)生裝置還包括信號(hào)接收裝置和譯碼器，信號(hào)接收裝置用于接收多閥口往復(fù)主閥2處產(chǎn)生的連續(xù)波信號(hào)，并通過譯碼器將連續(xù)波信號(hào)轉(zhuǎn)化為需要的參數(shù)，以獲得各種數(shù)據(jù)。

以上內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。