一种转速测量短节的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种转速测量短节，包括短节本体，其转动轴为Z轴，在所述短节本体的横截面上设有X轴和Y轴，所述Z轴和所述横截面的交点为原点，所述X轴和Y轴垂直相交于原点，所述Y轴和Z轴所在的平面上设有过原点的Y’轴，所述Y’轴与所述Y轴所呈角度为10°～80°，在所述短节本体的X轴方向上设有第一磁通门传感器，在所述短节本体的Y’轴方向上设有第二磁通门传感器，在所述短节本体上设有信号整形处理电路，所述第一磁通门传感器与所述第二磁通门传感器分别与所述信号整形处理电路电气连接。本实用新型的优点有测量精度高、可靠性高、成本低，并且能克服钻具的方位死区，不论旋转导向系统井下钻具处于任何方位都能精确测量转速。
【专利说明】一种转速测量短节
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种旋转导向钻井系统井下工程参数测量【技术领域】，尤其是一种用转速测量短节。
【背景技术】
[0002]为了了解钻具在井下钻井过程中的工作状态，需要掌握钻具运行的各种参数。其中，转速是十分重要的一个参数。通常通过转速测量短节对钻具的转速进行测定，现有的转速测量短节仅设有一个磁通门传感器或复用探管的磁通门传感器，当钻具旋转一周时，磁通门传感器就会感应到地磁场的变化，并且输出一个正弦变化的电压波形，这个电压波形通过信号整形处理电路后变为方波波形，每旋转一周就会输出一个脉冲。然而，在当地磁场平行于转速测量短节的转动轴时(也就是地磁场垂直与所述磁通门测量短节时)，则出现脉冲输出为零的情况，即在测量时出现钻具方位死区。
[0003]因此，需要发明一种新型的转速测量短节。
【发明内容】
[0004]为了克服这种不足，本实用新型发明提供了一种新型的转速测量短节能够避免在转速测量过程中出现钻具方位死区。
[0005]本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0006]通过一种转速测量短节，包括短节本体，所述短节本体的转动轴为Z轴，在所述短节本体的横截面上设有X轴和Y轴，所述Z轴和所述横截面的交点为原点，所述X轴和Y轴垂直相交于原点，所述Y轴和Z轴所在的平面上设有过原点的Y’轴,所述Y’轴与所述Y轴所呈角度为10°?80°，在所述短节本体的X轴方向上设有第一磁通门传感器，在所述短节本体的Y’轴方向上设有第二磁通门传感器，在所述短节本体上设有信号整形处理电路，所述第一磁通门传感器与所述第二磁通门传感器分别与所述信号整形处理电路电气连接。
[0007]优选地，所述Y’轴与所述Y轴所呈角度为45°。
[0008]优选地，所述信号整形处理电路包括依次相连的信号转化单元、信号整形处理单元、信号计数及转速算法单元；所述信号转化单元用于将地磁场信号转变为电信号，即磁通门信号；所述信号整形处理单元用于将第一磁通门信号和第二磁通门信号的正弦波形转变为方波波形；所述信号计数及转速算法单元用于将信号整形处理单元输出的方波信号计数，并根据计数值计算钻具转速。
[0009]借由上述技术方案，本实用新型提出的一种转速测量短节至少具有下列优点:
[0010]本实用新型的优点有测量精度高、可靠性高、成本低，并且能克服钻具的方位死区，不论旋转导向系统井下钻具处于何方位都能精确测量转速。
[0011]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型转速测量短节的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种转速测量短节的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0014]如图1所示的转速测量短节，包括短节本体，所述短节本体的转动轴为Z轴，在所述短节本体的横截面上设有X轴和Y轴，所述Z轴和所述横截面的交点为原点，所述X轴和Y轴垂直相交于原点，所述Y轴和Z轴所在的平面上设有过原点的Y’轴,所述Y’轴与所述Y轴所呈角度为45°，在所述短节本体的X轴方向上设有第一磁通门传感器1，在所述本体的Y’轴方向上设有第二磁通门传感器2，在所述短节本体上设有信号整形处理电路3，所述第一磁通门传感器I与所述第二磁通门传感器2分别与所述信号整形处理电路3电气连接。
[0015]在工作过程中，所述短节本体绕Z轴转动，所述第一磁通门传感器I和第二磁通门传感器2均能感应到地磁场的变换，并且输出一个正弦变化的电压波形，所述电压波形通过所述信号整形处理电路3后变为方波脉冲波形，所述短节本体在旋转一周时，就会输出一个方波脉冲，通过方波脉冲数量和时间即可计算出所述短节本体的转速，即钻具的转速。在地磁场平行于Z轴时，所述第一磁通门传感器I输出的脉冲为零，此时，由所述第二磁通门传感器2向所述信号整形处理电路3输出电压波形，从而避免了钻具方位死区。
[0016]可选择地，所述Y’轴与所述Y轴所呈角度为10°?80°之间的任意值。
[0017]优选地，所述信号整形处理电路3包括依次相连的信号转化单元、信号整形处理单元、信号计数及转速算法单元。所述信号转化单元用于将地磁场信号转变为电信号，即磁通门信号，所述磁通门信号包括:由所述第一磁通门传感器I传来的第一磁通门信号，以及由所述第二磁通门传感器2传来的第二磁通门信号；所述信号整形处理单元用于将第一磁通门信号和第二磁通门信号的正弦波形转变为方波波形；所述信号计数及转速算法单元用于将信号整形处理单元输出的方波信号计数，并根据计数值计算钻具转速。
[0018]当地磁场垂直于或接近垂直于所述第一磁通门传感器I时，所述第一磁通门传感器I测量出现死区，其信号整形处理单元无方波输出，此时，所述第二磁通门传感器2的信号整形处理单元输出方波信号，对其计数并计算转速。同理，当地磁场垂直于或接近垂直于所述第二磁通门传感器2时，所述第二磁通门传感器2测量出现死区，其信号整形处理单元无方波信号输出，此时，所述第一磁通门传感器I的信号整形处理单元输出方波信号，对其计数并计算转速。所述第一磁通门传感器I和第二磁通门传感器2由于在空间上存在一定的角度，地磁场不可能同时垂直于这两个传感器，因此就避免了一个磁通门传感器测量死区，对整个钻具来说，就避免了方位死区。
[0019]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种转速测量短节，包括短节本体，其特征在于， 所述短节本体的转动轴为Z轴，在所述短节本体的横截面上设有X轴和Y轴，所述Z轴和所述横截面的交点为原点，所述X轴和Y轴垂直相交于原点，所述Y轴和Z轴所在的平面上设有过原点的Y’轴，所述Y’轴与所述Y轴所呈角度为10°?80°， 在所述短节本体的X轴方向上设有第一磁通门传感器，在所述短节本体的Y’轴方向上设有第二磁通门传感器，在所述短节本体上设有信号整形处理电路； 所述第一磁通门传感器与所述第二磁通门传感器分别与所述信号整形处理电路电气连接。
2.根据权利要求1所述的转速测量短节，其特征在于， 所述Y’轴与所述Y轴所呈角度为45°。
3.根据权利要求1所述的转速测量短节，其特征在于， 所述信号整形处理电路包括依次相连的信号转化单元、信号整形处理单元、信号计数及转速算法单元； 所述信号转化单元用于将地磁场信号转变为电信号，即磁通门信号； 所述信号整形处理单元用于将第一磁通门信号和第二磁通门信号的正弦波形转变为方波波形； 所述信号计数及转速算法单元用于将信号整形处理单元输出的方波信号计数，并根据计数值计算钻具转速。
【文档编号】G01P3/44GK203570296SQ201320660060
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】杨博生 申请人:北京波特耐尔石油技术有限公司