泥浆脉冲器的寿命检测方法与装置与流程

本发明涉及泥浆脉冲器，具体涉及泥浆脉冲器的寿命检测方法与装置。

背景技术：

1、剪切阀型泥浆脉冲器作为随钻测量仪器中运动部件，在井下高温高压、高振动、流体不断冲刷等恶劣环境下，其工作寿命非常有限，特别是剪切阀型泥浆脉冲器的转子及其驱动电机、减速机等传动机构非常容易损坏。而且由于原材料、加工、装配等存在细微的偏差，特别是泥浆脉冲器的转子、减速机、轴承等传动机构在相对定子逐渐转动截断钻井液通道，钻井液对转子产生逐渐增加的压力，会导致发生偏磨，这导致泥浆脉冲器的寿命进一步降低。如果不能准确的估算和测试出泥浆脉冲器的寿命，设置合理的维保和更换关键部件时间，将导致泥浆脉冲器在井下工作时，可能处于寿命的极限，这将导致泥浆脉冲器在井下失效，也就是随钻测量信号无法上传的主要原因。这将更进一步被迫起钻，这对于深井或者超深井的钻井施工将带来巨大的损失。

2、因此有必要合理评估泥浆脉冲器寿命，为泥浆脉冲器的维护保养和更换关键部件提供依据。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种泥浆脉冲器的寿命检测方法与装置。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：一种泥浆脉冲器的寿命检测方法，泥浆脉冲器在模拟工况中驱动转子间歇性旋转，监测转子每一次旋转是否均能到达工作位置；当转子不能到达工作位置时，表示泥浆脉冲器的寿命终止。

3、进一步的，所述工作位置包括过流位置与截流位置。

4、进一步的，将转子与定子相对设置组成测量电容，采集转子相对定子每一次旋转后所述测量电容的容值，根据容值的大小判断转子的位置。

5、进一步的，所述过流位置是指转子上的叶片完全覆盖定子上的叶片；所述截流位置是指转子上的叶片完全覆盖定子上的过流孔。

6、本发明还提供一种泥浆脉冲器的寿命检测装置，包括试验箱与监测装置；所述试验箱用于安装泥浆脉冲器并产生模拟工况；所述监测装置用于监测由泥浆脉冲器驱动的转子的每一次旋转是否均能到达工作位置。

7、进一步的，所述监测装置包括转子与定子，所述转子与定子相对设置组成测量电容；所述测量电容用于将转子的位置信息转化为电信号并发送给数据采集模块。

8、进一步的，所述转子设置在所述试验箱内，所述定子设置在所述试验箱外，转子与定子之间的试验箱的箱壁采用介电材料制成，或者介电材料制成的绝缘层覆盖在转子与定子之间的试验箱的箱壁上。

9、进一步的，还包括驱动控制模块，所述驱动控制模块用于同步向泥浆脉冲器与数据采集模块分别发送驱动旋转指令与信号采集指令。

10、进一步的，还包括分别与所述驱动控制模块及数据采集模块通讯连接的上位机，所述上位机用于设置试验时间与驱动频率，使得泥浆脉冲器能够在所述试验时间内按照所述驱动频率自动驱动转子间歇性旋转。

11、进一步的，所述试验箱的箱体上还设有隔热接线盒。

12、进一步的，所述试验箱为高温箱、高压箱或高温高压箱。

13、进一步的，所述数据采集模块中包括运算放大采样电路。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

15、1、现有技术忽视了泥浆脉冲器寿命预估的重要性，更缺乏相应的检测原理与手段，本发明从泥浆脉冲器的核心功能出发，泥浆脉冲器的核心功能就是驱动转子转动，通过在模拟工况下监测转子每一次旋转是否均能到达工作位置，来判断泥浆脉冲器的寿命是否终止，填补了行业空白，具有较大的实际应用价值。

16、2、本发明巧妙利用转子与定子之间的位置关系来组成测量电容，将对工作位置的监测转化为电容值的监测，与采样传感器进行位置监测相比，不仅降低了成本，而且具有更好的适应性，能够适应高温高压环境，然而，传感器在高温高压环境下容易失效。

17、3、本发明的泥浆脉冲器的寿命检测装置可以通过上位机自动控制，实现长时间无人值守测试。

技术特征：

1.一种泥浆脉冲器的寿命检测方法，其特征在于，泥浆脉冲器在模拟工况中驱动转子间歇性旋转，监测转子每一次旋转是否均能到达工作位置；当转子不能到达工作位置时，表示泥浆脉冲器的寿命终止。

2.根据权利要求1所述的泥浆脉冲器的寿命检测方法，其特征在于，所述工作位置包括过流位置与截流位置。

3.根据权利要求2所述的泥浆脉冲器的寿命检测方法，其特征在于，将转子与定子相对设置组成测量电容，采集转子相对定子每一次旋转后所述测量电容的容值，根据容值的大小判断转子的位置。

4.根据权利要求3所述的泥浆脉冲器的寿命检测方法，其特征在于，所述过流位置是指转子上的叶片完全覆盖定子上的叶片；所述截流位置是指转子上的叶片完全覆盖定子上的过流孔。

5.一种泥浆脉冲器的寿命检测装置，其特征在于，包括试验箱与监测装置；所述试验箱用于安装泥浆脉冲器并产生模拟工况；所述监测装置用于监测由泥浆脉冲器驱动的转子的每一次旋转是否均能到达工作位置。

6.根据权利要求5所述的泥浆脉冲器的寿命检测装置，其特征在于，所述监测装置包括转子与定子，所述转子与定子相对设置组成测量电容；所述测量电容用于将转子的位置信息转化为电信号并发送给数据采集模块。

7.根据权利要求6所述的泥浆脉冲器的寿命检测装置，其特征在于，所述转子设置在所述试验箱内，所述定子设置在所述试验箱外，转子与定子之间的试验箱的箱壁采用介电材料制成，或者介电材料制成的绝缘层覆盖在转子与定子之间的试验箱的箱壁上。

8.根据权利要求6所述的泥浆脉冲器的寿命检测装置，其特征在于，还包括驱动控制模块，所述驱动控制模块用于同步向泥浆脉冲器与数据采集模块分别发送驱动旋转指令与信号采集指令。

9.根据权利要求8所述的泥浆脉冲器的寿命检测装置，其特征在于，还包括分别与所述驱动控制模块及数据采集模块通讯连接的上位机，所述上位机用于设置试验时间与驱动频率，使得泥浆脉冲器能够在所述试验时间内按照所述驱动频率自动驱动转子间歇性旋转。

10.根据权利要求8所述的泥浆脉冲器的寿命检测装置，其特征在于，所述试验箱的箱体上还设有隔热接线盒。

11.根据权利要求6所述的泥浆脉冲器的寿命检测装置，其特征在于，所述试验箱为高温箱、高压箱或高温高压箱。

12.根据权利要求6所述的泥浆脉冲器的寿命检测装置，其特征在于，所述数据采集模块中包括运算放大采样电路。

技术总结
本发明属于泥浆脉冲器技术领域，具体涉及泥浆脉冲器的寿命检测方法与装置，包括试验箱与监测装置；所述试验箱用于安装泥浆脉冲器并产生模拟工况；所述监测装置用于监测由泥浆脉冲器驱动的转子的每一次旋转是否均能到达工作位置。泥浆脉冲器在模拟工况中驱动转子间歇性旋转，监测转子每一次旋转是否均能到达工作位置；当转子不能到达工作位置时，表示泥浆脉冲器的寿命终止。将转子与定子相对设置组成测量电容，采集转子相对定子每一次旋转后所述测量电容的容值，根据容值的大小判断转子的位置。本发明填补了行业空白，具有较大的实际应用价值。

技术研发人员：倪卫宁,崔谦,宋朝晖,杨书博,于仁杰
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23