個或多個尖端處與所述第一側接觸。39.如權利要求30所述的旋轉伺服閥， 由所述旋轉止動件中的一個限定的所述旋轉定向中的至少一個與所述至少兩個延伸部分中的一個接觸。40.如權利要求30所述的旋轉伺服閥， 所述流體通路包括至少一個孔，所述至少一個孔穿過并連接鉆井流體柱側和脈沖發(fā)生器側。41.如權利要求30所述的旋轉伺服閥， 其中，所述旋轉伺服閥被配置為安裝在伺服脈沖發(fā)生器中。42.如權利要求30所述的旋轉伺服閥，其中， 所述伺服軸在所述第一旋轉定向中密封所述流體通路。43.一種在鉆井流體柱中驅動泥漿脈沖發(fā)生器的旋轉伺服閥，包括: 伺服閥座，具有從中穿過的流體通路； 伺服軸，包括: 軸體，具有旋轉軸； 至少一個側向延伸部，遠離所述軸體基本橫向延伸至所述軸； 所述側向延伸部包括朝所述流體通路軸向延伸的至少一個尖端；以及其中，所述伺服軸至少具有第一旋轉定向和第二旋轉定向，在所述第一旋轉定向中，所述側向延伸部基本阻塞所述流體通路，在所述第二旋轉定向中，所述流體通路基本不被阻塞。44.如權利要求43所述的旋轉伺服閥， 還包括至少一個旋轉止動件； 所述至少一個旋轉止動件限定所述旋轉定向中的一個。45.如權利要求44所述的旋轉伺服閥， 所述至少一個旋轉止動件通過與所述側向延伸部接觸來限定所述旋轉定向中的所述—個°46.如權利要求44所述的旋轉伺服閥， 所述至少一個旋轉止動件與所述伺服閥座間接接觸，并相對于所述伺服閥座處于固定的旋轉定向中。47.如權利要求44所述的旋轉伺服閥， 所述一個或多個旋轉止動件位于所述伺服閥座的徑向外部。48.如權利要求43所述的旋轉伺服閥， 所述流體通路包括穿過所述伺服閥座的至少兩個孔； 所述側向延伸部包括至少兩個尖端，所述至少兩個尖端從所述側向延伸部向所述流體通路軸向延伸，所述尖端在所述第一定向中與所述至少兩個孔基本旋轉地對準。49.如權利要求43所述的旋轉伺服閥，其中， 所述至少一個尖端在所述第一旋轉位置上密封所述流體通路。50.如權利要求43所述的旋轉伺服閥， 所述至少一個尖端通過制造工藝附接到所述軸體。51.如權利要求43所述的旋轉伺服閥， 所述至少一個側向延伸部包括至少兩個側向部分。52.如權利要求51所述的旋轉伺服閥， 所述側向部分各自包括至少一個尖端。53.如權利要求43所述的旋轉伺服閥，其中， 所述伺服軸只在所述至少一個尖端處與所述伺服閥座接觸。54.如權利要求43所述的旋轉伺服閥， 所述旋轉伺服閥配置為安裝在伺服脈沖發(fā)生器中。55.如權利要求43所述的旋轉伺服閥， 其中，所述旋轉伺服閥適于將所述第一側暴露于與內部鉆井流體柱連通的鉆井泥漿，并將所述第二側暴露于與泥漿脈沖發(fā)生器連通的鉆井泥漿。56.一種用于在鉆井流體柱中驅動泥漿脈沖發(fā)生器的旋轉伺服閥，包括: 伺服閥座，具有位于其第一側和第二側之間的流體通路； 伺服軸，包括一個或多個尖端； 所述一個或多個尖端通過制造工藝附接到所述伺服軸，以及 其中，所述伺服軸至少具有第一旋轉定向和第二旋轉定向，在所述第一旋轉定向中，所述一個或多個尖端基本阻塞所述流體通路，在所述第二旋轉定向中，所述流體通路基本不被阻塞。57.如權利要求56所述的旋轉伺服閥， 還包括至少一個旋轉止動件； 所述至少一個旋轉止動件限定所述旋轉定向中的一個旋轉定向。58.如權利要求57所述的旋轉伺服閥， 所述至少一個旋轉止動件通過與所述伺服軸接觸來限定所述旋轉定向中的所述一個旋轉定向。59.如權利要求57所述的旋轉伺服閥， 所述至少一個旋轉止動件與所述伺服閥座間接接觸，并且相對于所述伺服閥座處于固定的旋轉定向中。60.如權利要求56所述的旋轉伺服閥， 所述流體通路包括穿過所述伺服閥座的至少一個孔， 所述一個或多個尖端在所述第一旋轉定向中與所述至少一個孔基本旋轉地對準。61.如權利要求56所述的旋轉伺服閥，其中， 所述一個或多個尖端在所述第一旋轉位置中密封所述流體通路。62.如權利要求56所述的旋轉伺服閥， 所述尖端由比所述側向部分更耐磨的材料形成。63.如權利要求56所述的旋轉伺服閥， 所述伺服軸還包括: 軸體，具有旋轉軸； 至少兩個側向部分，遠離所述軸體橫向延伸至所述軸； 其中，所述尖端中的一個附接至所述側向部分中的每一個。64.一種用于驅動泥漿脈沖發(fā)生器的伺服脈沖發(fā)生器，包括: 旋轉伺服閥； 脈沖發(fā)生器側； 其中，所述伺服脈沖發(fā)生器被配置為將所述脈沖發(fā)生器側暴露于與泥漿脈沖發(fā)生器連通的鉆井泥漿； 包含變速箱的靜水力學補償的容積；以及， 處于空氣填充的容積中的電機。65.如權利要求64所述的伺服脈沖發(fā)生器，其中，所述變速箱將所述電機可操作地連接至所述旋轉伺服閥。66.如權利要求64所述的伺服脈沖發(fā)生器，還包括位于所述電機和所述旋轉伺服閥之間的磁性穿透壓力屏障。67.如權利要求64所述的伺服脈沖發(fā)生器，還包括磁轉矩耦合器，其中，所述磁轉矩耦合器可操作地連接所述電機和所述旋轉伺服閥。68.如權利要求64所述的伺服脈沖發(fā)生器，靜水力學補償部包括磁性穿透壓力屏障；以及還包括橫跨所述磁性穿透壓力屏障的磁轉矩耦合器。69.如權利要求68所述的伺服脈沖發(fā)生器，所述磁轉矩耦合器可操作地連接所述電機和所述旋轉伺服閥。70.如權利要求64所述的伺服脈沖發(fā)生器，所述旋轉伺服閥還包括:鉆井流體柱側；以及位于所述鉆井流體柱側和所述脈沖發(fā)生器側之間的流體通路；以及，旋轉位置，在所述旋轉位置上，所述旋轉伺服閥基本阻塞所述流體通路。71.如權利要求70所述的伺服脈沖發(fā)生器，所述旋轉伺服閥還包括:伺服軸；以及，一個或多個伺服尖端，其中，所述一個或多個伺服尖端在所述旋轉位置上基本阻塞所述流體通路。72.如權利要求64所述的伺服脈沖發(fā)生器，所述旋轉伺服閥還包括:至少兩個旋轉位置，以及，至少一個旋轉止動件，所述至少一個旋轉止動件限定所述旋轉位置中的至少一個。73.如權利要求72所述的伺服脈沖發(fā)生器，所述旋轉伺服閥還包括伺服閥座；以及所述至少一個旋轉止動件相對于所述伺服閥座處于固定的旋轉定向中。74.如權利要求72所述的旋轉伺服閥，所述旋轉伺服閥還包括伺服軸；以及所述至少一個旋轉止動件通過與所述伺服軸接觸來限定所述旋轉位置中的一個。75.如權利要求64所述的伺服脈沖發(fā)生器，所述電機包括電動機。76.如權利要求64所述的伺服脈沖發(fā)生器，所述旋轉伺服閥包括閥座和伺服軸；其中，所述閥座和所述伺服軸基本被限制相對于彼此平移。77.一種用于驅動泥漿脈沖發(fā)生器的伺服脈沖發(fā)生器，包括:旋轉伺服閥； 脈沖發(fā)生器側； 其中，所述伺服脈沖發(fā)生器被配置為將所述脈沖發(fā)生器側暴露于與泥漿脈沖發(fā)生器連通的鉆井泥漿；以及， 磁轉矩耦合器，可操作地連接至所述旋轉伺服閥。78.如權利要求77所述的伺服脈沖發(fā)生器，還包括: 電機；以及， 靜水力學補償的容積，包含變速箱； 所述變速箱將所述電機可操作地連接至所述旋轉伺服閥。79.如權利要求77所述的伺服脈沖發(fā)生器，還包括: 電機；以及， 還包括位于所述電機和所述旋轉伺服閥之間的磁性穿透壓力屏障。80.如權利要求79所述的伺服脈沖發(fā)生器， 所述電機位于空氣填充的容積中；以及 所述磁轉矩耦合器橫跨所述磁性穿透壓力屏障。81.如權利要求77所述的伺服脈沖發(fā)生器， 所述旋轉伺服閥還包括: 鉆井流體柱側； 位于所述鉆井流體柱側和所述脈沖發(fā)生器側之間的流體通路；以及， 旋轉位置，在所述旋轉位置中，所述旋轉伺服閥基本阻塞所述流體通路。82.如權利要求81所述的伺服脈沖發(fā)生器， 所述旋轉伺服閥還包括: 伺服軸；以及， 一個或多個伺服尖端； 其中，所述一個或多個伺服尖端在所述旋轉位置上基本阻塞所述流體通路。83.如權利要求77所述的伺服脈沖發(fā)生器， 所述旋轉伺服閥還包括: 至少兩個旋轉位置；以及， 至少一個旋轉止動件； 所述至少一個旋轉止動件限定所述旋轉位置中的至少一個。84.如權利要求83所述的伺服脈沖發(fā)生器， 所述旋轉伺服閥還包括伺服閥座；以及 所述至少一個旋轉止動件相對于所述伺服閥座位于固定的旋轉定向中。85.如權利要求83所述的旋轉伺服閥， 所述旋轉伺服閥還包括伺服軸；以及 所述至少一個旋轉止動件通過與所述伺服軸接觸來限定所述旋轉位置中的一個。86.一種用于驅動泥漿脈沖發(fā)生器的伺服脈沖發(fā)生器，包括: 旋轉伺服閥； 所述旋轉伺服閥包括: 閥座； 流體通路，被配置為與泥漿脈沖發(fā)生器連通；以及 伺服軸，包括橫向延伸部分； 所述橫向延伸部分包括延伸以接觸所述閥座的至少一個尖端。87.如權利要求86所述的伺服脈沖發(fā)生器，還包括: 靜水力學補償的容積，包括變速箱；以及， 電機； 所述變速箱將所述電機可操作地連接至所述旋轉伺服閥。88.如權利要求86所述的伺服脈沖發(fā)生器，還包括: 電機，位于空氣填充的容積中；以及， 磁轉矩耦合器，將所述電機可操作地連接至所述旋轉伺服閥。89.一種用于驅動泥漿脈沖發(fā)生器的伺服脈沖發(fā)生器，包括: 旋轉伺服閥， 所述旋轉伺服閥包括: 閥座； 流體通路，被配置為與泥漿脈沖發(fā)生器連通； 至少兩個旋轉位置；以及， 至少一個旋轉止動件，與所述閥座間接接觸并且相對于所述閥座處于固定的旋轉定向中； 所述至少一個旋轉止動件限定所述旋轉位置中的至少一個。90.如權利要求89所述的伺服脈沖發(fā)生器，還包括: 靜水力學補償的容積，包括變速箱；以及， 電機； 所述變速箱將所述電機可操作地連接至所述旋轉伺服閥。91.如權利要求89所述的伺服脈沖發(fā)生器，還包括: 電機，位于空氣填充的容積中；以及， 磁轉矩耦合器，將所述電機可操作地連接至所述旋轉伺服閥。92.一種用于在流體流中使用壓力脈沖驅動泥漿脈沖發(fā)生器的方法，包括以下步驟: 在第一旋轉位置和第二旋轉位置之間旋轉伺服脈沖發(fā)生器的輸入端； 所述伺服脈沖發(fā)生器包括伺服軸，所述伺服軸具有一個或多個尖端，所述一個或多個尖端從所述伺服軸的一個或多個側向延伸部軸向延伸；以及， 在所述第一旋轉位置，基本阻塞處于所述伺服脈沖發(fā)生器的第一側和第二側之間的流體通路。93.如權利要求92所述的方法， 所述阻塞步驟還包括在所述第一旋轉位置密封所述通路。94.如權利要求93所述的方法， 所述阻塞步驟還包括所述一個或多個尖端密封所述通路。95.如權利要求92所述的方法， 所述伺服脈沖發(fā)生器還包括電機；以及 所述旋轉步驟還包括磁轉矩耦合器從所述電機向所述旋轉伺服閥傳輸扭矩。96.如權利要求95所述的伺服脈沖發(fā)生器， 所述伺服脈沖發(fā)生器還包括包含變速箱的靜水力學補償的容積； 所述旋轉步驟還包括從所述磁轉矩耦合器向所述變速箱傳輸扭矩。97.如權利要求92所述的方法， 還包括在所述旋轉位置中的至少一個位置處在旋轉止動件處停止旋轉。98.如權利要求97所述的方法， 所述伺服脈沖發(fā)生器還包括閥座； 其中，所述至少一個旋轉止動件與所述閥座間接接觸并相對于所述閥座處于固定的旋轉定向中。99.一種用于在流體流中使用壓力脈沖驅動泥漿脈沖發(fā)生器的方法，包括以下步驟: 在第一旋轉位置和第二旋轉位置之間旋轉伺服脈沖發(fā)生器的輸入端； 所述伺服脈沖發(fā)生器包括伺服軸，所述伺服軸具有通過制造工藝附接至伺服軸體的一個或多個伺服尖端；以及， 在所述第一旋轉位置密封位于所述伺服脈沖發(fā)生器的第一側和第二側之間的流體通路。100.一種用于在流體流中使用壓力脈沖驅動泥漿脈沖發(fā)生器的方法，包括以下步驟: 在第一旋轉位置和第二旋轉位置之間旋轉伺服脈沖發(fā)生器的阻塞部； 所述伺服脈沖發(fā)生器包括閥座和至少一個旋轉止動件，所述至少一個旋轉止動件與所述閥座間接接觸并且相對于所述閥座處于固定的旋轉定向中； 在所述旋轉定向中的至少一個定向處，在至少一個旋轉止動件處，停止所述阻塞部的旋轉；以及， 在所述第一旋轉位置基本阻塞位于所述伺服脈沖發(fā)生器的第一側和第二側之間的流體通路。101.如權利要求100所述的方法， 所述伺服脈沖發(fā)生器還包括電機；以及 所述旋轉步驟還包括磁轉矩耦合器從所述電機向所述旋轉伺服閥傳輸扭矩。102.如權利要求100所述的伺服脈沖發(fā)生器， 所述伺服脈沖發(fā)生器還包括包含變速箱的靜水力學補償的容積； 所述旋轉步驟還包括從所述磁轉矩耦合器向所述變速箱傳輸扭矩。
【專利摘要】描述了用于在鉆孔時井下測量工具中驅動脈沖閥并產生壓力脈沖的伺服脈沖發(fā)生器。使用電動齒輪電機旋轉軸，該軸隨之操作伺服閥。將軸的面部分被壓到具有連接到鉆環(huán)的內側的通路的伺服座的面上，并且使用旋轉動作來打開和/或阻塞穿過那些通路的流體通路。軸可以包括耐磨尖端用以阻塞流體通路。扭矩傳輸裝置的位于齒輪電機與軸之間的部分可以由流體靜力補償，并且相對于操作環(huán)境部分密封。磁性扭矩耦合器可以用作齒輪電機與軸之間的扭矩傳輸裝置的一部分。
【IPC分類】E21B47/18
【公開號】CN104884738
【申請?zhí)枴緾N201380068023
【發(fā)明人】麻奴吉·高帕蘭, 羅伯特·韋伯
【申請人】萊姆鉆井技術有限公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2013年11月7日
【公告號】CA2890097A1, US9133950, US20140124693, WO2014074128A2, WO2014074128A3