[0040]斜盘10螺纹连接在磁轴12的顶端，推力轴承8固定在斜盘10上，推动柱塞泵5工作；活塞4、提升杆3和蘑菇头2通过螺纹连接在一起，并位于柱塞泵5上部；限流环I位于蘑菇头2的上方，并位于整个信号发生器的最上端；
[0041]磁轴12为中空结构，具有中心孔，中心油管11安装在磁轴12的中心孔内，中心油管11的下端与控制阀体组件相连，控制阀体组件用于将变化的电流信号转换为变化的液压信号；中心油管11的上端与主阀组件相连；主阀组件包括主阀7和复位弹簧9，主阀组件将控制阀体组件生成的液压信号放大，进而控制活塞4运动。
[0042]参照图2，泥浆信号发生器腔体内充满空压机油。脉冲信号发生装置的工作方式如下:
[0043]脉冲信号发生装置包括有一个限流环，一个蘑菇头，蘑菇头由活塞带动做径向移动，这种移动用来改变蘑菇头与限流环之间的通流横截面，从而改变通过横截面的钻井液的压力，产生压力脉冲。活塞及蘑菇头的运动是由电磁控制阀来控制的，从而使中心油管中的油路处于打开或闭合状态，进一步使主阀上的溢流孔在打开和闭合之间切换。当主阀溢流孔闭合时，活塞腔体内液压油处于高压状态，活塞在高的流体压力的作用下向上运动，带动蘑葫头向上运动，产生一个正脉冲信号。
[0044]由于磁轴端部固定有斜盘，磁轴的旋转带动斜盘的转动，从而推动一个柱塞泵的柱塞做上下往复运动，产生油压，给信号发生装置的循环油路提供动力。
[0045]由此可见，发电机装置和脉冲信号发生装置都依靠磁轴的旋转提供动力，两种装置被紧凑地设计在一起，使得本实用新型具有体积小，结构简单的特点。
[0046]为了提高仪器的数据传输率，实用新型了槽编码器，采用槽编码方式将测试仪器检测到的各种参数编制成脉冲信号。槽编码器采取独特的槽编码方式，槽编码将个时间段划分为若干个槽，在这些槽内放置几个脉冲，这些槽和脉冲的排列组合关系就代表了数据，具体的数据对应关系用槽编码表来表示。槽编码的编码原理决定了其抗干扰能力优于传统的二进制编码。使得本系统在可靠性和传输速率方面都优于国内现有的随钻测量系统。
[0047]以下对本实用新型提供的井下大功率供电泥浆信号发生器，进行进一步的详细说明:
[0048]参阅图1-图3，井下大功率供电泥浆信号发生器，主要由发电机装置和脉冲信号发生装置两部分组成。
[0049]参照图2和图3发电机装置，从钻杆自上而下高速流动的钻井液带动信号发生器外部的涡轮转子13转动，从而使安装在转子上的涡轮转子永磁体组14旋转。涡轮转子永磁体组14包括六个条形永磁体，围绕涡轮转子13中心孔内壁均匀分布。其中的三个磁体的N极向外，另外三个磁体S极向外，相间布置。在信号发生器内部磁轴12的外壁上沿圆周方向也均匀分布六个条形永磁体，即磁轴永磁体组15，其布置方式与转子永磁体组布置方式相同。在磁场耦合的作用下，旋转的涡轮转子永磁体组14带动磁轴永磁体组15旋转，
进而使磁轴12-->主轴16-->转子永磁体20转动产生旋转磁场。固定安装在定子外壳17上的定子绕组18作为发电机的定子，切割旋转磁场的磁力线，产生交流电，给连接在其下部的探管等探测仪器供电。
[0050]交流电经过整流和稳压，给井下的各个探测仪器的电路及传感器供电。传感器检测到的井斜、方位工具面等工程参数以及电阻率、自然伽玛等地质参数经过自主研发的槽编码器将信号转化为电脉冲信号。槽编码器采取独特的槽编码方式，槽编码将一段时间划分为若干个槽，在这些槽内放置几个脉冲，这些槽和脉冲的排列组合关系就代表了数据，具体的数据对应关系用槽编码表来表示。槽编码方式具有传输速率快、自校验功能、脉冲发生次数少、可靠性高等特点，提高了数据传输的效率，降低了脉冲发生器的磨损，延长了脉冲发生器的使用时间。
[0051]参照图2，泥浆信号发生器腔体内充满空压机油。脉冲信号发生装置的工作方式如下:
[0052]当探管等检测仪器通过导线传来的信号为低电平时，控制阀处于导通状态。如前，
流动的泥楽带动祸轮转子永磁体组14-->磁轴永磁体组15-->磁轴12旋转，并通过固定在磁轴12上的斜盘10的旋转推动柱塞泵5的柱塞出做往复运动，产生具有一定压力的液压油，液压油通过柱塞泵5中心的油路回流。一部分经过主阀7上的溢流孔流回腔体。一部分通过主阀7中心的阻尼孔一一>中心油管11回流腔体。
[0053]控制线圈使中心油管11的油路闭合。主阀7阀芯在复位弹簧9作用下上移，将主阀7的溢流孔堵住。液压油压力推动活塞4上升，从而提升杆3带动蘑菇头2上升。蘑菇头2和限流环I之间的通过面积减少，钻杆内的钻井液压力升高，这个压力脉冲被钻井液传递至地面，压力传感器将这种压力变化转换为电信号，传送给地面仪器。经过硬件和软件的处理，消除噪声干扰并解码，还原为所需的数字信息。
[0054]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种井下大功率供电泥浆信号发生器，其特征在于，包括发电机装置和位于所述发电机装置上方的脉冲信号发生装置； 其中，所述发电机装置包括定子部、转子部和主轴(16);所述转子部为转子永磁体(20)，所述转子永磁体(20)同轴套设在所述主轴(16)的外部，并且，所述转子永磁体(20)的内表面与所述主轴(16)的外表面固定安装； 所述定子部包括定子外壳(17)、定子绕组(18)和连接筒(19);所述定子绕组(18)同轴套设在所述转子永磁体(20)的外部，所述连接筒(19)同轴套设在所述定子绕组(18)的外部，所述定子外壳(17)同轴套设在所述连接筒(19)的外部，并且，所述定子绕组(18)通过所述连接筒(19)，与所述定子外壳(17)固定连接；并且，所述定子绕组(18)的内表面与所述转子永磁体(20)的外表面具有径向间隙；当所述转子永磁体(20)随所述主轴(16)旋转时，所述定子绕组(18)切割磁力线，产生用于为检测仪器供电的电流。
2.根据权利要求1所述的井下大功率供电泥浆信号发生器，其特征在于，还包括:护套(21);所述护套(21)同轴套设在所述定子外壳(17)的外部。
3.根据权利要求1所述的井下大功率供电泥浆信号发生器，其特征在于，所述定子外壳(17)的直径为40-60_，所述定子外壳(17)的轴向长度为125-135_。
4.根据权利要求1所述的井下大功率供电泥浆信号发生器，其特征在于，所述发电机装置是功率为30-75W的发电机装置。
5.根据权利要求1所述的井下大功率供电泥浆信号发生器，其特征在于，所述脉冲信号发生装置包括磁轴(12)、涡轮转子(13)、涡轮转子永磁体组(14)和磁轴永磁体组(15); 所述磁轴(12)设置于信号发生器壳体内部，所述磁轴永磁体组(15)嵌在所述磁轴(12)的外表面；所述信号发生器壳体外部相对应位置安装所述涡轮转子(13)，所述涡轮转子永磁体组(14)嵌在所述涡轮转子(13)的内壁；所述涡轮转子(13)外周具有涡轮叶片，用于在一定流速的钻井液带动下高速旋转，通过所述祸轮转子永磁体组(14)和所述磁轴永磁体组(15)之间的磁场耦合作用，带动壳体内的所述磁轴(12)旋转，所述磁轴(12)再带动所述主轴(16)旋转，为所述发电机装置提供动力。
6.根据权利要求5所述的井下大功率供电泥浆信号发生器，其特征在于，所述磁轴永磁体组(15)和所述涡轮转子永磁体组(14)均包括间隔设置的六个条形永磁体；其中三个条形永磁体的N极向外，另外三个条形永磁体的S极向外。
7.根据权利要求5所述的井下大功率供电泥浆信号发生器，其特征在于，所述脉冲信号发生装置还包括:限流环(I)、蘑菇头(2)、提升杆(3)、活塞(4)、柱塞泵(5)、柱塞(6)、主阀(7)、推力轴承(8)、复位弹簧(9)、斜盘(10)和中心油管(11); 所述斜盘(10)螺纹连接在所述磁轴(12)的顶端，所述推力轴承(8)固定在所述斜盘(10)上，推动所述柱塞泵(5)工作；所述活塞(4)、所述提升杆(3)和所述蘑菇头(2)通过螺纹连接在一起，并位于所述柱塞泵(5)上部；所述限流环(I)位于所述蘑菇头(2)的上方，并位于整个信号发生器的最上端； 所述磁轴(12)为中空结构，具有中心孔，所述中心油管(11)安装在所述磁轴(12)的中心孔内，所述中心油管(11)的下端与控制阀体组件相连，所述控制阀体组件用于将变化的电流信号转换为变化的液压信号；所述中心油管(11)的上端与主阀组件相连；所述主阀组件包括主阀(7)和复位弹簧(9)，所述主阀组件将所述控制阀体组件生成的液压信号放大，进而控制所述活塞(4)运动。
8.根据权利要求7所述的井下大功率供电泥浆信号发生器，其特征在于，所述活塞(4)的行程为8?1mm0
9.根据权利要求1所述的井下大功率供电泥浆信号发生器，其特征在于，还包括槽编码器；所述槽编码器采用槽编码方式，将一段时间划分为若干个槽，在所述若干个槽内放置若干脉冲，槽和脉冲的排列组合关系代表相应信号数据。
【专利摘要】本实用新型提供一种井下大功率供电泥浆信号发生器，包括发电机装置和脉冲信号发生装置；发电机装置包括定子部、转子部和主轴；定子部包括定子外壳、定子绕组和连接筒；定子绕组同轴套设在转子永磁体的外部，定子绕组的内表面与转子永磁体的外表面具有径向间隙；当所述转子永磁体随主轴旋转时，定子绕组切割磁力线，产生用于为检测仪器供电的电流。由于转子部设置于定子部的内部，定子部和转子部存在径向间隙，因此，有效扩大了转子部和定子部的相对面积，在有效的体积限制下，提高了定子部能够切割的磁力线数量，从而提高了发电功率。因此，其发电功率更大，其结构尺寸适合该种信号发生器空间，可以保证泥浆信号发生器长时间在井下连续工作。
【IPC分类】E21B47-18
【公开号】CN204436373
【申请号】CN201520064816
【发明人】杨静, 姚耕耘
【申请人】北京恒泰万博石油科技有限公司, 烟台恒泰油田科技开发有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年1月29日