小直徑八臂井徑測井井下儀的製作方法

2023-07-22 03:28:11

專利名稱：小直徑八臂井徑測井井下儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於石油勘探領域，特別是一種石油井的井徑測量裝置。
在石油的勘探和生產過程中，都要自地面向下鑽孔，該孔被稱為石油井，也就需要測量井眼直徑變化的儀器，稱為井徑測井儀，這裡討論的是其中的井下儀。前述石油井可分成兩類，一類是裸眼井，另一類是套管井，井徑儀測井過程如下，圓筒形的井下儀上安裝有數枚可彈性地伸向四周井壁的起伏而改變伸出距離，將這種距離變化同步地轉換成電信號的變化，送至地面儀進行記錄處理，即完成井徑測量過程。完成井徑測量的關鍵在於井徑儀的自身尺寸，目前套管井井徑儀有兩種，第一種是有8個測量臂，可記錄四條曲線，其井下儀外徑為89毫米，第二種有36個測量臂，可記錄一條曲線，井下外徑為90毫米，這兩種井徑儀的測量原理和方法基本相同，它們的缺點是當套管的彎曲和變形太大時，會使前述井徑儀不能通過，亦不能完成測量工作，另外在生產井中過油管的內徑是63毫米，也不可能用現有井徑儀進行測量。
本實用新型的目的在於提供一種小直徑八臂井徑測井井下儀，它能夠在井中套管變形較嚴重時和過油管中完成井徑測井運作。
本實用新型以如下方式實現。本實用新型的小直徑八臂井徑測井井下儀由自上而下排列的安裝在分成各自短節又互相固定在連接在一起的圓筒形外殼裡的馬龍頭、磁定位器、上扶正器、電機傳動短節、電子線路短節、測量短節、下扶正器、尾部掛套共同組成，電機傳動短節裡的電動機通過傳動機構拖動使上扶正臂收放的上中心軸杆和使下扶正臂及測量臂收放的下中心軸杆，前述上扶正器和下扶正器結構相同，上扶正器由自上而下地順序套裝於上中心軸杆上固定盤、壓縮彈簧、推靠盤、復位盤、復位彈簧、下固定盤以及三至八隻在同水平圓周上豎向排布的彎曲成一段短臂和一段長臂的杆形的扶正臂組成，通過扶正臂彎曲處的軸孔由軸銷可轉動地將扶正臂安裝於外殼的剛好容納扶正臂的縫隙內，並使短臂端被夾於推靠盤和復位盤之間，扶正器的前述四種盤與外殼內壁之間為可滑動配合，上固定盤和下固定盤固定於上中心軸杆上；測量短節由八套以下中心軸杆為中心在同一圓周平面上均勻並列排布的位移--電信號轉換機構以及各一隻的彈簧盒座和測量固定盤共同組成，前述位移--電信號轉換機構由滑線電阻、滑動觸頭、彈簧推桿、彈簧、位移活塞、測量臂組成，彈簧盒座為一段充滿外殼內腔的短圓柱體，中心有下中心軸杆從中穿過的孔，在前述孔周圍還豎直地有八隻沿同一圓周均勻排布的通孔，在靠近彈簧盒座上端面時變小，在彈簧盒座的上端面按圓周立式均勻安裝八隻滑線電阻，八隻上端固定有滑動觸頭下端有剛好在前述彈簧盒座的通孔內自由滑動的端帽的彈簧推桿套上彈簧後自下而上地插入前述彈簧盒座的通孔內，使得滑動觸頭自前述通孔上端伸出並以一定壓力在滑線電阻上自由滑動，緊貼彈簧盒座的下端面的外殼隔斷上開有八隻孔，八隻細杆形的位移活塞從中穿過，其上端分別頂在八隻彈簧推桿的下端帽上，與扶正臂類似結構和安裝方式的八隻測量臂的短臂端的上尖頂在八隻位移活塞的下端面，測量臂的短臂端的下尖由固定於下中心軸杆上的可在外殼內滑動的測量固定盤託住；前述電機傳動機構通過滾珠外套、長圓銷、拉力筒套拖動上中心軸杆，底朝上的桶式的拉力筒套罩於電機座之外並可自由地在外殼內壁和這一段電機座之間滑動，橫向穿過滾珠外套的長圓銷兩端分別插入拉力筒套的靠下端的兩隻相對孔中而又不致影響拉力筒套在外殼內滑動，上中心軸杆的下端固定連接在拉力筒套上底的中央。
本實用新型有如下優點。
本實用新型的小直徑八臂井徑測井井下儀的上扶正器和下扶正器是在電動機的拖動下收回和伸開，其扶正臂在不測井的時間段在井內處於收回狀態，減少了不必要的摩擦，與不可收回的燈籠彈簧板式扶正器相比使用壽命變長了。扶正器的壓縮彈簧的上端面通過上固定盤固定於中心軸杆上，與現有的扶正器壓縮彈簧的上端面與外殼相對固定的方式相比其彈性推力幾乎在同等條件下提高一倍，使得扶正更加可靠。本實用新型的測量短節中的位移--電信號轉換機構中的直線電位器是集中式，將滑線電阻與滑動觸頭分離，八隻滑動觸頭安裝於八隻彈簧推桿上再統一安裝於一個彈簧盒座裡，從而節省較多空間。本實用新型中的電機傳動機構是通過安裝於滾珠外套上的長圓銷拖動罩於電機座之外的長筒形的拉力筒套再拖動上中心軸杆，與現有技術中側拉杆式傳動相比佔用空間更合理。前述兩項改進使本實用新型的小直徑八臂井徑測井井下儀的外徑可縮小至50毫米，從而達到測量較嚴重變形套管井和在過油管中運作的目的。


。
圖1是本實用新型的小直徑八臂井徑測井井下儀的總體局部剖面圖。
圖2是本實用新型的小直徑八臂井徑測井井下儀的測量短節的縱剖面圖。
圖3是本實用新型的小直徑八臂井徑測井井下儀的上扶正器的縱剖面圖。
圖4是本實用新型的小直徑八臂井徑測井井下儀的測量短節的橫剖面圖。
圖5是本實用新型的小直徑八臂井徑測井井下儀的上扶正器的橫剖面圖。
圖6是本實用新型的小直徑八臂井徑測井井下儀的電機傳動短節的縱剖面圖。
以下結合附圖詳述本實用新型的實施例。
參照圖1，本實用新型的小直徑八臂井徑測井井儀由自上而下按下列順序排列的各部分組成；馬龍頭1、磁定位器2、上扶正器3、電機傳動短節4、電子線路短節5、測量短節6、下扶正器7、尾部掛套8，前述各部分分別安裝在各自短節又互相固定連接在一起的圓筒形的外殼9裡，前述各部分中的馬龍頭1、磁定位器2、電子線路短節5和尾部掛套8是已有技術，電機傳動短節4裡的電動機32通過傳動機構拖動使上扶正臂17收放的上中心軸杆20和使下扶正臂17及測量臂29收放的下中心軸杆27。下面詳述本實用新型的改進技術，上扶正器3、下扶正器7、測量短節6和電機傳動短節4，上扶正器3和下扶正器7是構造相同的兩套裝置，只描述上扶正器3即可，參照圖3和圖5，上扶正器3安裝於外殼9裡，外殼9為圓筒形，中心處為貫通外殼9中心的一條長杆上中心軸杆20，組成上扶正器3的上固定盤11、推靠盤13、復位盤15、下固定盤19都是有相同外圓半徑和相同中心孔的圓盤，它們的中心孔剛好由上中心軸杆20穿過，而外圓半徑又剛好使它們在外殼9裡自由滑動，上固定盤11和下固定盤19通過圓柱銷10固定於上中心軸杆20上，在上固定盤11和推靠盤13之間的上中心軸杆20上套裝有壓縮彈簧12，同樣在復位盤15和下固定盤19之間是復位彈簧16，上扶正臂17是一段長臂和一段短臂彎曲組成矩形截面杆，在短臂端向上製作有小尖，長臂端裝有導輪18，在外殼9上開有縱向槽，在上扶正臂17的彎曲處有孔，通過橫向裝於外殼9上的軸銷14將上扶正臂17的孔穿過而可轉動地安裝外殼9上，向裡時可嵌入外殼9的槽內，而且剛好上扶正臂17的短臂端夾在推靠盤13和復位盤15之間，在本實施例中共有5隻同樣的扶正臂17以同樣的方式接圓周均勻排布，如圖5所示。當上中心軸杆20上移時，壓縮彈簧12被鬆開，復位彈簧16推動復位盤15同時推動5隻上扶正臂17的短臂端向上，則上扶正臂17的長臂部分就自然地收回至外殼9裡了。下面參照圖2和圖4描述本實用新型的實施例中的測量短節6，外殼9在這裡有一層隔斷，其中安裝有由滑線電阻22、滑動觸頭23、彈簧推桿25、彈簧24、彈簧盒座26、位移活塞28、測量臂29和測量固定盤30共同組成的位移--電信號轉換機構，其中的除彈簧盒座26和測量固定盤30為一隻外其餘均為每種八隻。在外殼9的隔斷之上安裝外直徑為剛好放入外殼9之內的短圓柱體形的彈簧盒座26，彈簧盒座26的中心有下中心軸杆27剛好穿過的孔，在下中心軸杆27穿過孔的周圍有8個孔，這8個孔沿圓周均勻排列，在靠近上端面時孔的直徑變小，彈簧推桿25為下端有帽的細杆，彈簧推桿25的下端帽剛好滑動地容納於前述彈簧盒座26的八個孔中，彈簧推桿25的上端安裝滑動觸頭23，彈簧推桿25之外套裝上彈簧24後從彈簧盒座26的8個孔的下端插入並且剛好使滑動觸頭23和彈簧推桿25的上端自孔的上端伸出，在彈簧盒座26的上端面按圓周均勻立式安裝八隻滑線電阻22，前述自彈簧盒座26的八個孔上端伸出滑動觸頭23剛好以一定壓力接觸在各自的滑線電阻22上，在前述外殼9的隔斷中心製作有下中心軸杆27穿過的孔，在前述孔周圍製作有按圓周均勻分布八個孔，每隻孔中都插入一隻細杆形的位移活塞28，每隻位移活塞28都剛好伸入彈簧盒座26的容納彈簧推桿25的孔中，並頂在每隻彈簧推桿25的下端帽上，八隻形狀和安裝方式類似前述上扶正臂17的測量臂29安裝在前述外殼9隔斷之下的外殼9上，而這八隻測量臂29的短臂端的上尖分別頂在位移活塞28的下端面上，測量臂29的短臂端的下尖由通過圓柱銷10固定於下中心軸杆27上的測量固定盤30託住。下面參照圖6詳述本實用新型的小直徑八臂井徑測井井下儀的電機傳動短節4中的電機傳動機構，電機傳動短節4在上扶正器3之下，在測量短節6和下扶正器7之上，因此需雙向傳動，向下傳動時，電機32的軸正好向下與滾珠絲槓33連接，再通過滾珠外套34由圓柱銷10與下中心軸杆27連接，向上傳動是通過長圓銷35、拉力筒套31完成的，拉力筒套35為一隻底在上的桶。它自上而下地插入在電機座36和外殼9的縫隙之間，並與二者為滑動配合，通過縲母37將上中心軸杆20的下端與拉力筒套31的上底中央連接在一起，長圓銷35橫向穿過滾珠外套34，而長圓銷35的兩端剛好插入拉力筒套31下端部開好的相對的孔中，而長圓銷35的長度控制在不影響拉力筒套31上下運動的範圍內，從而當電機32帶動下中心軸杆27上下運行時，則上中心軸杆20就在拉力筒套31和長圓銷35的帶動下作同步上下運行。
權利要求1．一種小直徑八臂井徑測井井下儀，由自上而下排列的安裝在分成各自短節又互相固定連接在一起的圓筒形外殼9裡的馬龍頭1、磁定位器2、上扶正器3、電機傳動短節4、電子線路短節5、測量短節6、下扶正器7、尾部掛套8共同組成，電機傳動短節4裡的電動機32通過傳動機構拖動使上扶正器17收放的上中心軸杆20和使下扶正臂17及測量臂29收放的下中心軸杆27，其特徵在於前述上扶正器3和下扶正器7結構相同，上扶正器3由自上而下地順序套裝於上中心軸杆20的上固定盤11、壓縮彈簧12、推靠盤13、復位盤15、復位彈簧16、下固定盤19以及三至八隻在同水平圓周上豎向排布的彎曲成一段短臂和一段長臂的杆形的扶正臂17組成，通過扶正臂17彎曲處的軸孔由軸銷14可轉動地將扶正臂17安裝於外殼9的剛好容納扶正臂17的縫隙內，並使短臂端被夾於推靠盤13和復位盤15之間，上扶正器3的前述四種盤11、13、15、19與外殼9內壁之間為可滑動配合，上固定盤11和下固定盤19固定於上中心軸杆20上；測量短節6由八套以下中心軸杆27為中心在同一圓周平面上均勻並列排布的位移--電信號轉換機構以及各一隻的彈簧盒座26和測量固定盤30共同組成，前述位移--電信號轉換機構由滑線電阻22、滑動觸頭23、彈簧推桿25、彈簧24、位移活塞28、測量臂29組成，彈簧盒座26為一段充滿外殼9內腔的短圓柱體，中心有下中心軸杆27從中穿過的孔，在前述孔周圍還豎直地有八隻沿同一圓周均勻排布的通孔，在靠近彈簧盒座26上端時變小，在彈簧盒座26的上端面按圓周立式均勻安裝八隻滑線電阻22，八隻上端固定有滑動觸頭23下端有剛好在前述彈簧盒座26的通孔內自由滑動的端帽的彈簧推桿25套上彈簧24後自下而上地插入前述彈簧盒座26的通孔內，使得滑動觸頭23自前述通孔上端伸出並以一定壓力在滑線電阻22上的自由滑動，緊貼彈簧盒座26的下端面的外殼9隔斷上開有八隻孔，八隻細杆形的位移活塞28從中穿過，其上端分別頂在八隻彈簧推桿25的下端帽上，與扶正臂17類似結構和安裝方式的八隻測量臂29的短臂端的上尖頂在八隻位移活塞28的下端面，測量臂29的短臂端的下尖由固定於下中心軸杆27上的可在外殼9內滑動的測量固定盤30託住；前述電機傳動機構通過滾珠外套34、長圓銷35、拉力筒套31拖動上中心軸杆20，底朝上的桶式的拉力筒套31罩於電機座36之外並可自由地在外殼9內壁和這一段電機座36之間滑動，橫向穿過滾珠外套34的長圓銷35兩端分別插入拉力筒套31的靠下端的兩隻相對孔中而又不致於影響拉力筒套31在外殼9內滑動，上中心軸杆20的下端固定連接在拉力筒套31上底的中央。
專利摘要本實用新型推出一種小直徑八臂井徑測井井下儀,由馬龍頭、磁定位器、電機傳動短節、電子線路短節、測量短節、下扶正器、尾部掛套共同組成,扶正器中的上固定盤固定連接於中心軸杆上而使壓縮彈簧相對軸杆固定,而增加扶正臂的扶正推力,將滑線電阻和滑動觸頭分離安裝,滑動觸頭集中通過彈簧推桿安裝於彈盒座裡,通過拉力筒套使電機拖動上中心軸杆,從而節省井下儀的空間,使本實用新型的井下儀的外徑可縮小至50毫米,可完成對變形較嚴重的套管井的測量和在過油管井中運作,可廣泛應用於油田生產中。
文檔編號E21B47/08GK2305485SQ9723974
公開日1999年1月27日 申請日期1997年6月28日 優先權日1997年6月28日
發明者賈志華 申請人:劉俊卿