探頭監測姿態保持器的製造方法
2023-06-01 20:47:41 2
探頭監測姿態保持器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及測井儀探頭的姿態保持裝置【技術領域】，是一種探頭監測姿態保持器；其包括芯軸、外筒、螺旋平衡翼、電子線路板定位骨架、處理電路板、姿態角加速度傳感器、31芯插件和密封連接組件；在芯軸的中部固定安裝有外筒，在外筒上分布有至少兩條螺旋平衡翼；在外筒左側的芯軸內部固定安裝有電子線路板定位骨架。本實用新型結構合理而緊湊，使用方便；通過安裝在芯軸內部的處理電路板和姿態角加速度傳感器，實現時時監控測井儀探頭所處狀態，做到及時調節減小測量誤差，提高測井曲線重複性；同時通過螺旋平衡翼的方向維持功能，使密度探頭更好的貼近下井壁，進一步提高貼壁測量的穩定性，實用性強。
【專利說明】探頭監測姿態保持器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及測井儀探頭的姿態保持裝置【技術領域】，是一種探頭監測姿態保持器。
【背景技術】
[0002]在水平井測井中，在測量密度、中子、RFT和微電阻等數據時，為了減少井眼對測量的影響，通常將測量傳感器的探頭固定在偏心短節上，通過重力作用，使探頭貼合在下井壁上；但在實際的井下輸送過程中，由於受輸送鑽杆和泥漿影響，容易發生偏心短節偏轉，無法保證貼壁測量的狀態，可靠性差；從而導致井下測量的數值誤差大，重複性差。
【發明內容】
[0003]本實用新型提供了一種探頭監測姿態保持器，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決在水平井中測量密度、中子、RFT和微電阻等數據過程中，所測量的數值誤差大，重複性差的問題。
[0004]本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的:一種探頭監測姿態保持器，包括芯軸、外筒、螺旋平衡翼、電子線路板定位骨架、處理電路板、姿態角加速度傳感器、31芯插件和密封連接組件；在芯軸的中部固定安裝有外筒，在外筒上分布有至少兩條螺旋平衡翼；在外筒左側的芯軸內部固定安裝有電子線路板定位骨架，在電子線路板定位骨架上分別安裝有處理電路板和用來檢測芯軸旋轉角度的姿態角加速度傳感器；姿態角加速度傳感器的信號輸出端與處理電路板的信號輸入端通過電纜電連接；在電子線路板定位骨架左端的外筒內側安裝有31芯插件；在芯軸的左端外側安裝有與旋轉短節連接的密封連接組件。
[0005]下面是對上述實用新型技術方案的進一步優化或/和改進:
[0006]上述外筒上可分布有兩個螺旋平衡翼，分別位於外筒的外環面前端和外筒的外環面後端；兩個螺旋平衡翼的軸向投影形成螺旋翼投影圓，螺旋翼投影圓的圓心位於外筒投影圓心的正上方；或/和，螺旋平衡翼可呈魚鰭狀；螺旋平衡翼的厚度由左至右依次遞減；螺旋平衡翼左端與外筒之間呈外斜向右的傾斜狀，螺旋平衡翼右端與外筒之間圓弧過渡。
[0007]上述電子線路板定位骨架上可安裝有檢測芯軸與豎直方向之間傾斜角度的俯仰角加速度傳感器；俯仰角加速度傳感器固定安裝在子線路板定位骨架的Z軸方向；或/和，芯軸的中部向內凸起有軸肩環臺，在軸肩環臺左側的芯軸內安裝有骨架限位擋圈；電子線路板定位骨架右端頂在骨架限位擋圈上；在電子線路板定位骨架左端的芯軸內套裝有緩衝限位套，緩衝限位套左部套裝在芯組件的殼體內；在緩衝限位套右部有向外凸起的外凸緣，外凸緣左端與芯組件的殼體右端之間的緩衝限位套上安裝有減震彈簧。
[0008]上述密封連接組件可包括卡簧、擋圈和外螺紋套；在芯軸的左部有外環卡臺，在外環卡臺左側的芯軸上套裝有外螺紋套；在外環卡臺左方的芯軸外側上有安裝環槽，在安裝環槽內安裝有擋圈，擋圈位於外螺紋套的左端；在擋圈左端的安裝環槽內安裝有能依次將擋圈和外螺紋套軸向頂緊在外環卡臺上的卡簧。
[0009]上述芯軸的左側和右側可分別安裝有左蓋帽和右蓋帽；在左蓋帽的右部有內螺紋，左蓋帽的右部通過螺紋固定安裝在外螺紋套上，左蓋帽的右部套裝在芯軸左側外部；在右蓋帽左端有突起的防脫環臺，右蓋帽通過防脫環臺扣裝在芯軸的右側內。
[0010]上述外螺紋套與芯軸之間可固定安裝有密封圈；左蓋帽的內側左部與芯軸左端外環面之間固定安裝有密封圈；防脫環臺與芯軸之間固定安裝有密封圈。
[0011]本實用新型結構合理而緊湊，使用方便；通過安裝在芯軸內部的處理電路板和姿態角加速度傳感器，實現時時監控測井儀探頭所處狀態，做到及時調節減小測量誤差，提高測井曲線重複性；同時通過螺旋平衡翼的方向維持功能，使密度探頭更好的貼近下井壁，進一步提高貼壁測量的穩定性，實用性強。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]附圖1為本實用新型最佳實施例局部剖視結構示意圖。
[0013]附圖2為螺旋平衡翼外輪廓與外筒外輪廓的軸向投影圖。
[0014]附圖中的編碼分別為:I為芯軸，2為外筒，3為螺旋平衡翼，4為電子線路板定位骨架，5為密封圈，6為31芯插件，7為防脫環臺，8為軸肩環臺，9為骨架限位擋圈，10為緩衝限位套，11為外凸緣，12為減震彈簧，13為外環卡臺，14為擋圈，15為外螺紋套，16為卡簧，17為左蓋帽，18為右蓋帽。
【具體實施方式】
[0015]本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0016]在本實用新型中，為了便於描述，各部件的相對位置關係的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:上、下、左、右等的位置關係是依據說明書附圖1的布圖方向來確定的。
[0017]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述:
[0018]如附圖1所示，該探頭監測姿態保持器包括芯軸1、外筒2、螺旋平衡翼3、電子線路板定位骨架4、處理電路板、姿態角加速度傳感器、31芯插件6和密封連接組件；在芯軸I的中部固定安裝有外筒2，在外筒2上分布有至少兩條螺旋平衡翼3 ;在外筒2左側的芯軸I內部固定安裝有電子線路板定位骨架4，在電子線路板定位骨架4上分別安裝有處理電路板和用來檢測芯軸I旋轉角度的姿態角加速度傳感器；姿態角加速度傳感器的信號輸出端與處理電路板的信號輸入端通過電纜電連接；在電子線路板定位骨架4左端的外筒2內側安裝有31芯插件6 ;在芯軸I的左端外側安裝有與旋轉短節連接的密封連接組件。31芯插件6為一種現有公知的插接件，實現芯軸I內外的電氣連接；將芯軸I安裝在旋轉短節和測井儀安裝偏心短節之間，並隨鑽輸送至水平井段；旋轉短節隨輸送鑽杆轉動，通過密封連接組件與旋轉短節連接，芯軸I與測井儀安裝偏心短節不發生轉動，從而保證測井儀的探頭在測井儀安裝偏心短節的重力作用下貼合下井壁，實現數據測量；姿態角加速度傳感器可採用現有公知的X軸方向和Y軸方向的兩軸加速度傳感器或兩個單軸方向的加速度傳感器；在電子線路板定位骨架4的徑向截面上設定芯軸I中心至測井儀的探頭貼合套管下端井壁的方向為姿態角加速度傳感器的X軸方向，在該徑向截面上有與X軸方向垂直的Y軸方向；以芯軸I中線設為原點O，形成以O點為圓心的二維旋轉坐標系XOY;姿態角為本實用新型轉動時形成的角度變化值；當芯軸I保持不動並使測井儀的探頭貼合套管下端井壁時，姿態角以OX軸作為起點，姿態角為0°，當本實用新型受到輸送鑽杆和泥漿影響，芯軸I和與其連接的測井儀安裝偏心短節發生轉動後，姿態角的角度發生變化；通過檢測的到的姿態角變化值，經處理電路板進行處理和轉換為電信號，再通過CAN通信總線傳輸至主控單元；主控單元將電信號轉化為無線信號；此時監控人員可以通過地面上的接收器接收到該無線信號，並做到及時調節芯軸1，使姿態角恢復0°，保證測量儀測量數據的真實可靠，從而更好的獲得合格的測井曲線；除此之外，在外筒2上還設有螺旋平衡翼3，螺旋平衡翼3能夠在隨鑽向右輸送過程中，能夠保證測井儀的探頭能夠始終與套管下端井壁貼合，使測井儀的重心穩定，提高監測的準確性和穩定性。
[0019]可根據實際需要，對上述探頭監測姿態保持器作進一步優化或/和改進:
[0020]如附圖1所示，在外筒2上分布有兩個螺旋平衡翼3，分別位於外筒2的外環面前端和外筒2的外環面後端；兩個螺旋平衡翼3的軸向投影形成螺旋翼投影圓，螺旋翼投影圓的圓心位於外筒2投影圓心的正上方。附圖2所示外筒2投影圓心為0，螺旋翼投影圓的圓心為O'，螺旋平衡翼3和外筒2的平衡支撐點為B;將測井儀的探頭與套管下端井壁貼合的點設置在B點的軸向延長線上；根據不倒翁受力平衡原理，當旋平衡翼3和外筒2受到外力作用時，由於螺旋平衡翼3與外筒2形成的平衡系統能夠抵制外力的幹擾，螺旋平衡翼3和外筒2隻能繞B點左右晃動；在螺旋平衡翼3與外筒2恢復靜止後，平衡支撐點B依然不變；同時也保證測井儀的探頭始終貼合在套管底部，提高貼壁測量的穩定性。
[0021]如附圖1所示，螺旋平衡翼3呈魚鰭狀；螺旋平衡翼3的厚度由左至右依次遞減；螺旋平衡翼3左端與外筒2之間呈外斜向右的傾斜狀，螺旋平衡翼3右端與外筒2之間圓弧過渡。
[0022]根據需要，電子線路板定位骨架4上安裝有檢測芯軸I與豎直方向之間傾斜角度的俯仰角加速度傳感器；俯仰角加速度傳感器固定安裝在電子線路板定位骨架4的Z軸方向。俯仰角為本實用新型軸線與水平方向之間傾斜角度值；以O點為原點，設定芯軸I的水平中心線為Z軸方向；當本實用新型入斜井或水平井斜井段時，芯軸I軸線與水平中心線之間形成一定的俯仰角，該俯仰角即為斜井的坡度角。
[0023]如附圖1所示，在芯軸I的中部向內凸起有軸肩環臺8，在軸肩環臺8左側的芯軸I內安裝有骨架限位擋圈9 ;電子線路板定位骨架4右端頂在骨架限位擋圈9上；在電子線路板定位骨架4左端的芯軸I內套裝有緩衝限位套10，緩衝限位套10左部套裝在31芯插件6的殼體內；在緩衝限位套10右部有向外凸起的外凸緣11，外凸緣11左端與31芯插件的殼體右端之間的緩衝限位套10上安裝有減震彈簧12。減震彈簧12能夠減小本實用新型在輸送時，減小電子線路板定位骨架4、處理電路板和角位移加速度傳感器的震動和衝擊，提高處理電路板和角位移加速度傳感器等電器元件的使用壽命。
[0024]如附圖1所示，密封連接組件包括卡簧16、擋圈14和外螺紋套15 ;在芯軸I的左部有外環卡臺13，在外環卡臺13左側的芯軸I上套裝有外螺紋套15 ;在外環卡臺13左方的芯軸I外側上有安裝環槽，在安裝環槽內安裝有擋圈14，擋圈14位於外螺紋套15的左端；在擋圈14左端的安裝環槽內安裝有能依次將擋圈14和外螺紋套15軸向頂緊在外環卡臺13上的卡簧16。旋轉短節的右端有內螺紋，旋轉短節通過螺紋與外螺紋套15連接在一起；由於外螺紋套15、卡簧16和擋圈14分別與芯軸I之間呈套裝形式，旋轉短節隨鑽具轉動時，芯軸I只受旋轉短節的軸向推拉力而軸向移動，不轉動；這樣可以保證測量儀的探頭在移動過程中不受旋轉力矩的影響，而始終能夠與套管壁底端貼合。
[0025]如附圖1所示，在芯軸I的左側和右側分別安裝有左蓋帽17和右蓋帽18 ;在左蓋帽17的右部有內螺紋，左蓋帽17的右部通過螺紋固定安裝在外螺紋套15上，左蓋帽17的右部套裝在芯軸I左側外部；在右蓋帽18左端有突起的防脫環臺7，右蓋帽18通過防脫環臺7扣裝在芯軸I的右側內。在存放和運輸時，左蓋帽17和右蓋帽18用來保護芯軸I ;使用時，將其拆卸即可。
[0026]如附圖1所示，在外螺紋套15與芯軸I之間固定安裝有密封圈5 ;左蓋帽17的內側左部與芯軸I左端外環面之間固定安裝有密封圈5 ;防脫環臺7與芯軸I之間固定安裝有密封圈5。密封圈5起到增加接觸面之間密封性的作用。
[0027]以上技術特徵構成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。
【權利要求】
1.一種探頭監測姿態保持器，其特徵在於包括芯軸、外筒、螺旋平衡翼、電子線路板定位骨架、處理電路板、姿態角加速度傳感器、31芯插件和密封連接組件；在芯軸的中部固定安裝有外筒，在外筒上分布有至少兩條螺旋平衡翼；在外筒左側的芯軸內部固定安裝有電子線路板定位骨架，在電子線路板定位骨架上分別安裝有處理電路板和用來檢測芯軸旋轉角度的姿態角加速度傳感器；姿態角加速度傳感器的信號輸出端與處理電路板的信號輸入端通過電纜電連接；在電子線路板定位骨架左端的外筒內側安裝有31芯插件；在芯軸的左端外側安裝有與旋轉短節連接的密封連接組件。
2.根據權利要求1所述的探頭監測姿態保持器，其特徵在於密封連接組件包括卡簧、擋圈和外螺紋套；在芯軸的左部有外環卡臺，在外環卡臺左側的芯軸上套裝有外螺紋套；在外環卡臺左方的芯軸外側上有安裝環槽，在安裝環槽內安裝有擋圈，擋圈位於外螺紋套的左端；在擋圈左端的安裝環槽內安裝有能依次將擋圈和外螺紋套軸向頂緊在外環卡臺上的卡簧。
3.根據權利要求2所述的探頭監測姿態保持器，其特徵在於芯軸的左側和右側分別安裝有左蓋帽和右蓋帽；在左蓋帽的右部有內螺紋，左蓋帽的右部通過螺紋固定安裝在外螺紋套上，左蓋帽的右部套裝在芯軸左側外部；在右蓋帽左端有突起的防脫環臺，右蓋帽通過防脫環臺扣裝在芯軸的右側內。
4.根據權利要求3所述的探頭監測姿態保持器，其特徵在於外螺紋套與芯軸之間固定安裝有密封圈；左蓋帽的內側左部與芯軸左端外環面之間固定安裝有密封圈；防脫環臺與芯軸之間固定安裝有密封圈。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的探頭監測姿態保持器，其特徵在於外筒上分布有兩個螺旋平衡翼，分別位於外筒的外環面前端和外筒的外環面後端；兩個螺旋平衡翼的軸向投影形成螺旋翼投影圓，螺旋翼投影圓的圓心位於外筒投影圓心的正上方；或/和，螺旋平衡翼呈魚鰭狀；螺旋平衡翼的厚度由左至右依次遞減；螺旋平衡翼左端與外筒之間呈外斜向右的傾斜狀，螺旋平衡翼右端與外筒之間圓弧過渡。
6.根據權利要求1或2或3或4所述的探頭監測姿態保持器，其特徵在於電子線路板定位骨架上安裝有檢測芯軸與豎直方向之間傾斜角度的俯仰角加速度傳感器；俯仰角加速度傳感器固定安裝在子線路板定位骨架的Z軸方向。
7.根據權利要求5所述的探頭監測姿態保持器，其特徵在於電子線路板定位骨架上安裝有檢測芯軸與豎直方向之間傾斜角度的俯仰角加速度傳感器；俯仰角加速度傳感器固定安裝在子線路板定位骨架的Z軸方向。
8.根據權利要求1或2或3或4所述的探頭監測姿態保持器，其特徵在於芯軸的中部向內凸起有軸肩環臺，在軸肩環臺左側的芯軸內安裝有骨架限位擋圈，電子線路板定位骨架右端頂在骨架限位擋圈上，在電子線路板定位骨架左端的芯軸內套裝有緩衝限位套，緩衝限位套左部套裝在芯組件的殼體內，在緩衝限位套右部有向外凸起的外凸緣，外凸緣左端與芯組件的殼體右端之間的緩衝限位套上安裝有減震彈簧；或/和，芯軸的中部向內凸起有軸肩環臺，在軸肩環臺左側的芯軸內安裝有骨架限位擋圈；電子線路板定位骨架右端頂在骨架限位擋圈上；在電子線路板定位骨架左端的芯軸內套裝有緩衝限位套，緩衝限位套左部套裝在芯組件的殼體內；在緩衝限位套右部有向外凸起的外凸緣，外凸緣左端與芯組件的殼體右端之間的緩衝限位套上安裝有減震彈簧。
9.根據權利要求5所述的探頭監測姿態保持器，其特徵在於芯軸的中部向內凸起有軸肩環臺，在軸肩環臺左側的芯軸內安裝有骨架限位擋圈，電子線路板定位骨架右端頂在骨架限位擋圈上，在電子線路板定位骨架左端的芯軸內套裝有緩衝限位套，緩衝限位套左部套裝在芯組件的殼體內，在緩衝限位套右部有向外凸起的外凸緣，外凸緣左端與芯組件的殼體右端之間的緩衝限位套上安裝有減震彈簧；或/和，芯軸的中部向內凸起有軸肩環臺，在軸肩環臺左側的芯軸內安裝有骨架限位擋圈；電子線路板定位骨架右端頂在骨架限位擋圈上；在電子線路板定位骨架左端的芯軸內套裝有緩衝限位套，緩衝限位套左部套裝在芯組件的殼體內；在緩衝限位套右部有向外凸起的外凸緣，外凸緣左端與芯組件的殼體右端之間的緩衝限位套上安裝有減震彈簧。
10.根據權利要求7所述的探頭監測姿態保持器，其特徵在於芯軸的中部向內凸起有軸肩環臺，在軸肩環臺左側的芯軸內安裝有骨架限位擋圈，電子線路板定位骨架右端頂在骨架限位擋圈上，在電子線路板定位骨架左端的芯軸內套裝有緩衝限位套，緩衝限位套左部套裝在芯組件的殼體內，在緩衝限位套右部有向外凸起的外凸緣，外凸緣左端與芯組件的殼體右端之間的緩衝限位套上安裝有減震彈簧；或/和，芯軸的中部向內凸起有軸肩環臺，在軸肩環臺左側的芯軸內安裝有骨架限位擋圈；電子線路板定位骨架右端頂在骨架限位擋圈上；在電子線路板定位骨架左端的芯軸內套裝有緩衝限位套，緩衝限位套左部套裝在芯組件的殼體內；在緩衝限位套右部有向外凸起的外凸緣，外凸緣左端與芯組件的殼體右端之間的緩衝限位套上安裝有減震彈簧。
【文檔編號】E21B47/01GK203925476SQ201420193947
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月21日 優先權日:2014年4月21日
【發明者】王興元, 孫志遠, 陳健, 徐桂旭, 劉焰波, 沈繼斌, 高超, 王新雲, 劉勇, 彭衛國 申請人:中國石油集團西部鑽探工程有限公司