基于CFD的摆动阀脉冲器传动方案设计

摘要

MWD(随钻测量)和LWD(随钻测井)是完成大角度及水平井钻井，实时井场数据采集、解释、现场决策以及指导完成地质导向钻井的关键技术，其综合了录测井、钻井和油藏描述等多种学科技术，可简化钻井作业程序，节约成本，提高钻井精度，调整钻井设计和提高采收率。泥浆脉冲发生器遥传系统是MWD, LWD设备中的最重要组成部分，是井下信息实时地传输到地面的重要手段。随着地层评价技术的不断发展，井下数据量在逐渐增大，需要更高传输速率的脉rn 摆动阀脉冲器与针阀脉冲器,连续旋转阀脉冲器相比,具有消耗功率小,数据传输速率高,不易被卡阻等优点,逐渐成为新型脉冲器首选结构.通过分析摆动阀脉冲器结构特点,初步确定了脉冲器传动系统方案.根据摆动阀脉冲器转子的运动轨迹,对转子进行流体数值模拟.分析表明,在流体作用下,转子在流道中所受的力矩使脉冲器转子产生关闭趋势,从而对转子运动有附加的水力转矩.据此,最终确定了新的传动系统方案,在传动系统中增添了扭簧扭转机构以降低电动机功耗和提高转子的摆动频率.水循环试验结果表明,扭簧扭转机构有效地平衡了水力转矩,降低了电机功率,提高了系统的响应速度.设计的传动系统方案为井下电机的调制方法从机械结构上提供了更多的可能性,而调制方式的多种选择则可有效地保障在不同的钻井参数下对井下上传数据实时解调.