一種轉(zhuǎn)速測量短節(jié)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種轉(zhuǎn)速測量短節(jié)，包括短節(jié)本體，其轉(zhuǎn)動軸為Z軸，在所述短節(jié)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軸垂直相交于原點，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(jié)本體的X軸方向上設有第一磁通門傳感器，在所述短節(jié)本體的Y’軸方向上設有第二磁通門傳感器，在所述短節(jié)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(yōu)點有測量精度高、可靠性高、成本低，并且能克服鉆具的方位死區(qū)，不論旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)井下鉆具處于任何方位都能精確測量轉(zhuǎn)速。
【專利說明】一種轉(zhuǎn)速測量短節(jié)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)導向鉆井系統(tǒng)井下工程參數(shù)測量【技術領域】，尤其是一種用轉(zhuǎn)速測量短節(jié)。
【背景技術】
[0002]為了了解鉆具在井下鉆井過程中的工作狀態(tài)，需要掌握鉆具運行的各種參數(shù)。其中，轉(zhuǎn)速是十分重要的一個參數(shù)。通常通過轉(zhuǎn)速測量短節(jié)對鉆具的轉(zhuǎn)速進行測定，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)速測量短節(jié)僅設有一個磁通門傳感器或復用探管的磁通門傳感器，當鉆具旋轉(zhuǎn)一周時，磁通門傳感器就會感應到地磁場的變化，并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后變?yōu)榉讲úㄐ?，每旋轉(zhuǎn)一周就會輸出一個脈沖。然而，在當?shù)卮艌銎叫杏谵D(zhuǎn)速測量短節(jié)的轉(zhuǎn)動軸時(也就是地磁場垂直與所述磁通門測量短節(jié)時)，則出現(xiàn)脈沖輸出為零的情況，即在測量時出現(xiàn)鉆具方位死區(qū)。
[0003]因此，需要發(fā)明一種新型的轉(zhuǎn)速測量短節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服這種不足，本實用新型發(fā)明提供了一種新型的轉(zhuǎn)速測量短節(jié)能夠避免在轉(zhuǎn)速測量過程中出現(xiàn)鉆具方位死區(qū)。
[0005]本實用新型的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。
[0006]通過一種轉(zhuǎn)速測量短節(jié)，包括短節(jié)本體，所述短節(jié)本體的轉(zhuǎn)動軸為Z軸，在所述短節(jié)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軸垂直相交于原點，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(jié)本體的X軸方向上設有第一磁通門傳感器，在所述短節(jié)本體的Y’軸方向上設有第二磁通門傳感器，在所述短節(jié)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(yōu)選地，所述Y’軸與所述Y軸所呈角度為45°。
[0008]優(yōu)選地，所述信號整形處理電路包括依次相連的信號轉(zhuǎn)化單元、信號整形處理單元、信號計數(shù)及轉(zhuǎn)速算法單元；所述信號轉(zhuǎn)化單元用于將地磁場信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺创磐ㄩT信號；所述信號整形處理單元用于將第一磁通門信號和第二磁通門信號的正弦波形轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲úㄐ?；所述信號計?shù)及轉(zhuǎn)速算法單元用于將信號整形處理單元輸出的方波信號計數(shù)，并根據(jù)計數(shù)值計算鉆具轉(zhuǎn)速。
[0009]借由上述技術方案，本實用新型提出的一種轉(zhuǎn)速測量短節(jié)至少具有下列優(yōu)點:
[0010]本實用新型的優(yōu)點有測量精度高、可靠性高、成本低，并且能克服鉆具的方位死區(qū)，不論旋轉(zhuǎn)導向系統(tǒng)井下鉆具處于何方位都能精確測量轉(zhuǎn)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，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型轉(zhuǎn)速測量短節(jié)的結(jié)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采取的技術手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的一種轉(zhuǎn)速測量短節(jié)的【具體實施方式】、結(jié)構、特征及其功效，詳細說明如后。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征、結(jié)構、或特點可由任何合適形式組合。
[0014]如圖1所示的轉(zhuǎn)速測量短節(jié)，包括短節(jié)本體，所述短節(jié)本體的轉(zhuǎn)動軸為Z軸，在所述短節(jié)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軸垂直相交于原點，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(jié)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(jié)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(jié)本體繞Z軸轉(zhuǎn)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，并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后變?yōu)榉讲}沖波形，所述短節(jié)本體在旋轉(zhuǎn)一周時，就會輸出一個方波脈沖，通過方波脈沖數(shù)量和時間即可計算出所述短節(jié)本體的轉(zhuǎn)速，即鉆具的轉(zhuǎn)速。在地磁場平行于Z軸時，所述第一磁通門傳感器I輸出的脈沖為零，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，從而避免了鉆具方位死區(qū)。
[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(yōu)選地，所述信號整形處理電路3包括依次相連的信號轉(zhuǎn)化單元、信號整形處理單元、信號計數(shù)及轉(zhuǎn)速算法單元。所述信號轉(zhuǎn)化單元用于將地磁場信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，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于將第一磁通門信號和第二磁通門信號的正弦波形轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲úㄐ?；所述信號計?shù)及轉(zhuǎn)速算法單元用于將信號整形處理單元輸出的方波信號計數(shù)，并根據(jù)計數(shù)值計算鉆具轉(zhuǎn)速。
[0018]當?shù)卮艌龃怪庇诨蚪咏怪庇谒龅谝淮磐ㄩT傳感器I時，所述第一磁通門傳感器I測量出現(xiàn)死區(qū)，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(shù)并計算轉(zhuǎn)速。同理，當?shù)卮艌龃怪庇诨蚪咏怪庇谒龅诙磐ㄩT傳感器2時，所述第二磁通門傳感器2測量出現(xiàn)死區(qū)，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(shù)并計算轉(zhuǎn)速。所述第一磁通門傳感器I和第二磁通門傳感器2由于在空間上存在一定的角度，地磁場不可能同時垂直于這兩個傳感器，因此就避免了一個磁通門傳感器測量死區(qū)，對整個鉆具來說，就避免了方位死區(qū)。
[0019]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種轉(zhuǎn)速測量短節(jié)，包括短節(jié)本體，其特征在于， 所述短節(jié)本體的轉(zhuǎn)動軸為Z軸，在所述短節(jié)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軸垂直相交于原點，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(jié)本體的X軸方向上設有第一磁通門傳感器，在所述短節(jié)本體的Y’軸方向上設有第二磁通門傳感器，在所述短節(jié)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(jù)權利要求1所述的轉(zhuǎn)速測量短節(jié)，其特征在于， 所述Y’軸與所述Y軸所呈角度為45°。
3.根據(jù)權利要求1所述的轉(zhuǎn)速測量短節(jié)，其特征在于， 所述信號整形處理電路包括依次相連的信號轉(zhuǎn)化單元、信號整形處理單元、信號計數(shù)及轉(zhuǎn)速算法單元； 所述信號轉(zhuǎn)化單元用于將地磁場信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，即磁通門信號； 所述信號整形處理單元用于將第一磁通門信號和第二磁通門信號的正弦波形轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲úㄐ危? 所述信號計數(shù)及轉(zhuǎn)速算法單元用于將信號整形處理單元輸出的方波信號計數(shù)，并根據(jù)計數(shù)值計算鉆具轉(zhuǎn)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(yōu)先權日:2013年10月24日
【發(fā)明者】楊博生 申請人:北京波特耐爾石油技術有限公司