一種轉速測量短節的製作方法

2023-10-05 03:54:29 2

一種轉速測量短節的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種轉速測量短節，包括短節本體，其轉動軸為Z軸，在所述短節本體的橫截面上設有X軸和Y軸，所述Z軸和所述橫截面的交點為原點，所述X軸和Y軸垂直相交於原點，所述Y軸和Z軸所在的平面上設有過原點的Y』軸，所述Y』軸與所述Y軸所呈角度為10°～80°，在所述短節本體的X軸方向上設有第一磁通門傳感器，在所述短節本體的Y』軸方向上設有第二磁通門傳感器，在所述短節本體上設有信號整形處理電路，所述第一磁通門傳感器與所述第二磁通門傳感器分別與所述信號整形處理電路電氣連接。本實用新型的優點有測量精度高、可靠性高、成本低，並且能克服鑽具的方位死區，不論旋轉導向系統井下鑽具處於任何方位都能精確測量轉速。
【專利說明】一種轉速測量短節
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種旋轉導向鑽井系統井下工程參數測量【技術領域】，尤其是一種用轉速測量短節。
【背景技術】
[0002]為了了解鑽具在井下鑽井過程中的工作狀態，需要掌握鑽具運行的各種參數。其中，轉速是十分重要的一個參數。通常通過轉速測量短節對鑽具的轉速進行測定，現有的轉速測量短節僅設有一個磁通門傳感器或復用探管的磁通門傳感器，當鑽具旋轉一周時，磁通門傳感器就會感應到地磁場的變化，並且輸出一個正弦變化的電壓波形，這個電壓波形通過信號整形處理電路後變為方波波形，每旋轉一周就會輸出一個脈衝。然而，在當地磁場平行於轉速測量短節的轉動軸時(也就是地磁場垂直與所述磁通門測量短節時)，則出現脈衝輸出為零的情況，即在測量時出現鑽具方位死區。
[0003]因此，需要發明一種新型的轉速測量短節。

【發明內容】

[0004]為了克服這種不足，本實用新型發明提供了一種新型的轉速測量短節能夠避免在轉速測量過程中出現鑽具方位死區。
[0005]本實用新型的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。
[0006]通過一種轉速測量短節，包括短節本體，所述短節本體的轉動軸為Z軸，在所述短節本體的橫截面上設有X軸和Y軸，所述Z軸和所述橫截面的交點為原點，所述X軸和Y軸垂直相交於原點，所述Y軸和Z軸所在的平面上設有過原點的Y』軸,所述Y』軸與所述Y軸所呈角度為10°?80°，在所述短節本體的X軸方向上設有第一磁通門傳感器，在所述短節本體的Y』軸方向上設有第二磁通門傳感器，在所述短節本體上設有信號整形處理電路，所述第一磁通門傳感器與所述第二磁通門傳感器分別與所述信號整形處理電路電氣連接。
[0007]優選地，所述Y』軸與所述Y軸所呈角度為45°。
[0008]優選地，所述信號整形處理電路包括依次相連的信號轉化單元、信號整形處理單元、信號計數及轉速算法單元；所述信號轉化單元用於將地磁場信號轉變為電信號，即磁通門信號；所述信號整形處理單元用於將第一磁通門信號和第二磁通門信號的正弦波形轉變為方波波形；所述信號計數及轉速算法單元用於將信號整形處理單元輸出的方波信號計數，並根據計數值計算鑽具轉速。
[0009]藉由上述技術方案，本實用新型提出的一種轉速測量短節至少具有下列優點:
[0010]本實用新型的優點有測量精度高、可靠性高、成本低，並且能克服鑽具的方位死區，不論旋轉導向系統井下鑽具處於何方位都能精確測量轉速。
[0011]上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，並可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例並配合附圖詳細說明如後。【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型轉速測量短節的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為更進一步闡述本實用新型為達成預定實用新型目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本實用新型提出的一種轉速測量短節的【具體實施方式】、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。在下述說明中，不同的「一實施例」或「實施例」指的不一定是同一實施例。此外，一或多個實施例中的特定特徵、結構、或特點可由任何合適形式組合。
[0014]如圖1所示的轉速測量短節，包括短節本體，所述短節本體的轉動軸為Z軸，在所述短節本體的橫截面上設有X軸和Y軸，所述Z軸和所述橫截面的交點為原點，所述X軸和Y軸垂直相交於原點，所述Y軸和Z軸所在的平面上設有過原點的Y』軸,所述Y』軸與所述Y軸所呈角度為45°，在所述短節本體的X軸方向上設有第一磁通門傳感器1，在所述本體的Y』軸方向上設有第二磁通門傳感器2，在所述短節本體上設有信號整形處理電路3，所述第一磁通門傳感器I與所述第二磁通門傳感器2分別與所述信號整形處理電路3電氣連接。
[0015]在工作過程中，所述短節本體繞Z軸轉動，所述第一磁通門傳感器I和第二磁通門傳感器2均能感應到地磁場的變換，並且輸出一個正弦變化的電壓波形，所述電壓波形通過所述信號整形處理電路3後變為方波脈衝波形，所述短節本體在旋轉一周時，就會輸出一個方波脈衝，通過方波脈衝數量和時間即可計算出所述短節本體的轉速，即鑽具的轉速。在地磁場平行於Z軸時，所述第一磁通門傳感器I輸出的脈衝為零，此時，由所述第二磁通門傳感器2向所述信號整形處理電路3輸出電壓波形，從而避免了鑽具方位死區。
[0016]可選擇地，所述Y』軸與所述Y軸所呈角度為10°?80°之間的任意值。
[0017]優選地，所述信號整形處理電路3包括依次相連的信號轉化單元、信號整形處理單元、信號計數及轉速算法單元。所述信號轉化單元用於將地磁場信號轉變為電信號，即磁通門信號，所述磁通門信號包括:由所述第一磁通門傳感器I傳來的第一磁通門信號，以及由所述第二磁通門傳感器2傳來的第二磁通門信號；所述信號整形處理單元用於將第一磁通門信號和第二磁通門信號的正弦波形轉變為方波波形；所述信號計數及轉速算法單元用於將信號整形處理單元輸出的方波信號計數，並根據計數值計算鑽具轉速。
[0018]當地磁場垂直於或接近垂直於所述第一磁通門傳感器I時，所述第一磁通門傳感器I測量出現死區，其信號整形處理單元無方波輸出，此時，所述第二磁通門傳感器2的信號整形處理單元輸出方波信號，對其計數並計算轉速。同理，當地磁場垂直於或接近垂直於所述第二磁通門傳感器2時，所述第二磁通門傳感器2測量出現死區，其信號整形處理單元無方波信號輸出，此時，所述第一磁通門傳感器I的信號整形處理單元輸出方波信號，對其計數並計算轉速。所述第一磁通門傳感器I和第二磁通門傳感器2由於在空間上存在一定的角度，地磁場不可能同時垂直於這兩個傳感器，因此就避免了一個磁通門傳感器測量死區，對整個鑽具來說，就避免了方位死區。
[0019]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
【權利要求】
1.一種轉速測量短節，包括短節本體，其特徵在於， 所述短節本體的轉動軸為Z軸，在所述短節本體的橫截面上設有X軸和Y軸，所述Z軸和所述橫截面的交點為原點，所述X軸和Y軸垂直相交於原點，所述Y軸和Z軸所在的平面上設有過原點的Y』軸，所述Y』軸與所述Y軸所呈角度為10°?80°， 在所述短節本體的X軸方向上設有第一磁通門傳感器，在所述短節本體的Y』軸方向上設有第二磁通門傳感器，在所述短節本體上設有信號整形處理電路； 所述第一磁通門傳感器與所述第二磁通門傳感器分別與所述信號整形處理電路電氣連接。
2.根據權利要求1所述的轉速測量短節，其特徵在於， 所述Y』軸與所述Y軸所呈角度為45°。
3.根據權利要求1所述的轉速測量短節，其特徵在於， 所述信號整形處理電路包括依次相連的信號轉化單元、信號整形處理單元、信號計數及轉速算法單元； 所述信號轉化單元用於將地磁場信號轉變為電信號，即磁通門信號； 所述信號整形處理單元用於將第一磁通門信號和第二磁通門信號的正弦波形轉變為方波波形； 所述信號計數及轉速算法單元用於將信號整形處理單元輸出的方波信號計數，並根據計數值計算鑽具轉速。
【文檔編號】G01P3/44GK203570296SQ201320660060
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月24日 優先權日:2013年10月24日
【發明者】楊博生 申請人:北京波特耐爾石油技術有限公司