無接觸電磁式井徑傳感器的製作方法
2023-05-09 15:57:36 1
專利名稱：無接觸電磁式井徑傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種井徑儀，特別是涉及一種井徑儀的傳感器。
背景技術：
在石油地質測井領域中，井徑儀的使用非常普遍。不論是在裸眼 井還是套管井，井徑測量是必不可少的項目。對於井徑儀來說，井徑 儀傳感器是儀器的核心的部分。傳統井徑儀的傳感器大多採用可變電
阻式或可變電感式，圖1是目前使用的X""Y井徑儀原理圖，圖中的 部件8是可變電阻器，它的阻值隨井徑大小而變化。井徑的測量是通 過一套機械傳動機構把井徑尺寸的變化轉換為可變電阻值的變化來 完成。這樣的井徑儀存在的問題是(1)複雜機械傳動機構和接觸的 磨損，會造成測量誤差；(2)連杆9工作在動密封狀態，容易因密封 不好而造成測量失敗。(3)儀器維修和保養複雜。 發明內容
本實用新型的目的是克服現有技術存在的缺陷,提供一種無接觸 電磁式井徑傳感器，由於去掉了複雜的機械傳動機構和動密封，使測 量成功率和測量精度大大提高。
本實用新型的技術方案是 一種無接觸電磁式井徑傳感器，其特 徵是該傳感器由發射線圈L3、接收線圈Ll和L2、導磁體和導磁鐵芯 組成，其中發射線圈L3、接收線圈Ll和L2、導磁鐵芯均放在密封外 殼內，導磁體放在密封外殼外，接收線圈L1和L2差分串聯，密封外殼是用相對導磁率很低的不鏽鋼製成。
本實用新型採用無接觸電磁耦合代替機械傳動機構和可變電阻， 可以避免因機械傳動和接觸件磨損而產生的測量誤差，也可以因省去 機械傳動機構的動密封,使儀器維修保養大大方便，不但能節省人力, 還能提高儀器的測量精度和測井成功率。
圖1是X—Y井徑儀工作原理圖。
圖2是無接觸電磁式井徑傳感器井徑臂在合攏狀態原理圖。 圖3是無接觸電磁式井徑傳感器井徑臂在張開狀態原理圖。 圖4是無接觸電磁式井徑傳感器特性曲線圖。 圖5是井徑臂合攏時井徑傳感器輸入輸出波形圖。 圖6是井徑臂張開時井徑傳感器輸入輸出波形圖。
具體實施方式
從圖2中可以看出
(1) 傳感器是由高導磁鐵心2、線圈L1、 L2和L3、導磁體6組
成；
(2) 高導磁鐵心2、線圈L1、 L2和L3放在井徑儀密封外殼l 內部，導磁體6放在井徑儀密封外殼1的外部，它們通過電磁相互耦 合；井徑儀密封外殼l是用相對導磁率很低的不鏽鋼製成的。
(3) 鐵心線圈的磁通是由Ol、 <D2組成；
(4) 導磁體6與高導磁鐵心2和線圈L1、 L2和L3的相對位置， 隨著井徑臂7張開而變化。磁通Ol、 02也隨著變化。井徑儀開始工作時，井徑臂7在合攏狀態，如圖2所示，導磁 體6與導磁鐵心2和線圈L1、 L2、 L3的相對位置對稱，磁通Ol、 0>2相等。由於Ll和L2的圈數相等，所以L3在Ll、 L2中產生的感 應電壓也幅度相等。由於L1和L2是差分串聯的，此時傳感器輸出 的電壓為零，如圖5所示。當井徑臂7張開時，如圖3所示，導磁體 6相對導磁鐵心2和線圈Ll、 L2 、 L3的位置也隨著變化。此時， 磁通0>1、 (D2不再相等(01>0>2),差分串聯的線圈L1、 L2輸出 電壓V12不再為零，如圖6所示，測量輸出信號是隨井徑臂7張開的 角度變大而增加。如圖4所示，傳感器輸出電壓V12和井徑尺寸近似 成正比關係。
在整個測井工作過程中，導磁鐵心2和線圈密封不動，由井徑臂 7帶動導磁體6運動，從而通過改變磁路的磁阻來實現井徑測量。
井徑儀在石油部門使用的數量非常多，如果都採用無接觸電磁式 井徑傳感器來代替目前井徑儀的傳感器，將會大大地提高井徑儀的測 量精度和使用壽命，而且還可以節省大量的維修人力。
權利要求1、一種無接觸電磁式井徑傳感器，其特徵是該傳感器由發射線圈L3、接收線圈L1和L2、導磁體(6)、導磁鐵芯(2)組成，其中發射線圈L3、接收線圈L1和L2、導磁鐵芯(2)均放在密封外殼(1)內，導磁體(6)放在密封外殼(1)外，接收線圈L1和L2差分串聯，密封外殼(1)是用不鏽鋼製成。
專利摘要本實用新型提供一種無接觸電磁式井徑傳感器，採用電磁耦合代替傳統的可變電阻或可變電感方式的新型井徑傳感器。該傳感器的發射線圈L3、接收線圈L1和L2放在密封外殼內，導磁體放在密封外殼外，密封外殼是用相對導磁率很低的不鏽鋼製成的。導磁體與線圈L1、L2、L3之間通過電磁耦合來完成井徑傳感器的任務。傳感器輸出電壓V12和井徑尺寸近似成正比關係。採用無接觸電磁式井徑傳感器的主要優點是省去動密封和複雜的機械傳動，使井徑儀測量精度提高、維修保養方便。
文檔編號G01D5/14GK201381853SQ20092003249
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月8日 優先權日2009年4月8日
發明者張國輝, 詹保平 申請人:西安威盛電子儀器有限公司