专利名称：双活动度凸轮机械低压波发讯装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及产生自动测量油井动液面所需的发讯讯号的技术领域。
背景技术：
在油井机械采油的管理工作中，需要不断对每口油井的动液面进行人工采集，这种动液面数据采集所用的发讯装置均为气压波讯号。其产生的方法主要有四种，第一种是利用空爆弹的火药燃烧产生气压波讯号；第二种是利用储存能量的弹簧瞬间所释放的机械能推动活塞或柱塞产生气压波讯号；第三种是利用高压氮气瓶储存能量使用放气阀瞬间释放的压力能产生气压波讯号；第四种是利用油井套管内的高压气体亦是使用放气阀瞬间外放的压力能产生气压波讯号。前两种发讯方法对于套管内有高压时就很难产生讯号，其使用范围受到限制；后两种方法的工作可靠程度受到其关键元件放气阀的限制，亦很难适应油田现场的野外恶劣条件。
发明内容
针对目前该领域中为实现自动测量油井动液面所使用的发讯装置存在的技术问题，本发明使用了一种双活动度凸轮机械低压波发讯装置来实现由计算机控制的自动发讯功能。本发明的低压波发讯装置是通过一种双活动度凸轮机构，使活塞(4)在本发讯装置内实现慢上和突然快下的运动规律；同时用一种带微型小孔B的单向阀(6)将本发讯装置的密闭容腔分割成发讯腔A′和接收腔A；其中双活动度的凸轮机构是由活动凸轮(2)和主动凸轮(3)组成的；活动凸轮(2)和主动凸轮(3)运动时，除了在一个由计算机控制的带减速装置的电动机(1)拖动下，围绕传动小轴(10)作旋转运动外，活动凸轮(2)还可以相对于主动凸轮(3)在旋转运动的前进方向上，有一个30度至90度的自由运动位置；本发讯装置的低压波讯号是由发讯腔A′内的活塞(4)因突然快下的运动所产生的空间，在临近活塞(4)顶部的局部区域里形成的；在接收腔A内安装有微音传感器(7)。
下面结合说明书附图1和实施实例对本发明做进一步说明。
附图1是本发明的结构原理示意图，左图为侧视图。在附图1中由安装有微音传感器(7)的密闭外壳与能上下运动的活塞(4)组成一个发讯装置内部的密闭工作容腔；工作时又通过焊接在密闭外壳上的连接头(8)将本发讯装置内部的密闭工作容腔与油井套管连接在一起，形成一个大的密闭工作容腔，连接头(8)右部变细的小孔C会将本发讯装置与油井套管所形成的大密闭容腔相对隔离开来；带微型小孔B的单向阀(6)又将本发讯装置密闭的工作容腔分割成发讯腔A′和接收腔A；带减速装置的电动机(1)固定在机体的下部右侧，通过传动套(11)拖动传动小轴(10)作旋转运动，传动小轴(10)通过平键与主动凸轮(3)固连并通过固定在主动凸轮(3)上的连动小轴(9)带动活动凸轮(2)一起作旋转运动；活动凸轮(2)本身除了通过中心孔与小轴(10)相连接外，还通过与中心孔同轴的近45度的环形孔与主动凸轮(3)上的连动小轴(9)相连，形成近45度的自由行程；该自由行程使得活动凸轮(2)成为具有局部自由度的、共有两个活动度的独立运动的从构件。
具体实施例方式
本发明的双活动度凸轮机械低压波发讯装置的工作可分成三个步骤首先由带减速装置的电动机(1)通过传动套(11)拖动传动小轴(10)作顺时针旋转运动；传动小轴(10)通过平键迫使与之固连的主动凸轮(3)亦作顺时针旋转运动；由于活动凸轮(2)有活塞(4)的限制并且还有其特有的自由行程，暂时还无法作顺时针旋转运动；正如附图1左图中活动凸轮(2)用实线所表示的一样，此时，与主动凸轮(3)固连的连动小轴(9)还在活动凸轮(2)上的环形孔的上边缘位置，无法推动活动凸轮(2)做顺时针旋转运动，活塞(4)亦停留在下死点位置。第二步，当主动凸轮(3)沿着顺时针旋转运动超过活动凸轮(2)的近45度的环形孔所形成的自由行程后，与主动凸轮(3)固连的连动小轴(9)碰上了活动凸轮(2)上的环形孔的下边缘，活动凸轮(2)才在与主动凸轮(3)固连的连动小轴(9)的推动下，被迫与传动小轴(10)和主动凸轮(3)作同步顺时针旋转运动；迫使活塞(4)沿着活动凸轮(2)的变化半径线向上运动，此时发讯腔A′内的介质(气体或液体)被迫通过单向阀(6)上的微型小孔B进入接收腔A并进而通过连接头(8)右部变细的小孔C排入套管腔；由于活塞(4)的上行速度比较慢，发讯腔A′内介质压力仅有微小的变化。第三步是发讯工况，当活塞(4)沿着活动凸轮(2)的变化半径线向上运动达到最高点(附图1左图中，用双点划线标出的是活动凸轮(2)的临界工作点)，若主动凸轮(3)再向顺时针方向运动很小的一段距离，具有局部自由度的活动凸轮(2)在大弹簧(5)推动活塞(4)的作用力下，迅速沿顺时针的方向运动45度，此时主动凸轮(3)和其上固定的连动小轴(9)仅有微小的顺时针运动；失去了支撑的活塞(4)会在大弹簧(5)和发讯腔A′内介质压力的双作用下沿着垂直方向向下快速运动，使得发讯腔A′内产生了瞬时的负压，该负压对于原来发讯腔A′内的压力相对较低，至此一个低压波讯号便产生了。这个低压波讯号会通过被接收腔A内高压介质推开的单向阀(6)进入接收腔A内并激励安装在接收腔A内的微音传感器(7)产生电压讯号；同时该低压波讯号会通过连接头(8)右部变细的小孔C进入油井套管腔内，直达油井动液面并产生回波讯号。回波讯号沿套管腔返回接收腔A时，除有很小一部分通过单向阀(6)上的微型小孔B进入发讯腔A′内，绝大部分回波讯号的能量会作用在接收腔A内的微音传感器(7)上再次产生电压讯号；对微音传感器(7)上的两次讯号的时间差进行统计和计算，并根据讯号在介质中的传播速度便可求出动液面的实际深度来。
权利要求
1.一种双活动度凸轮机械低压波发讯装置，其特征在于通过一种双活动度凸轮机构，使活塞(4)在本发讯装置内实现慢上和突然快下的运动规律。
2.根据权利要求1所述的双活动度凸轮机械低压波发讯装置，其特征在于用一种带微型小孔B的单向阀(6)将本发讯装置的密闭容腔分割成发讯腔A′和接收腔A。
3.根据权利要求1所述的双活动度凸轮机械低压波发讯装置，其特征在于双活动度的凸轮机构是由活动凸轮(2)和主动凸轮(3)组成；活动凸轮(2)和主动凸轮(3)运动时，除了在带减速装置的电动机(1)拖动下，围绕传动小轴(10)作旋转运动外，活动凸轮(2)还可以相对于主动凸轮(3)在旋转运动的前进方向上，有一个30度至90度的自由运动位置。
4.根据权利要求1所述的双活动度凸轮机械低压波发讯装置，其特征在于本发讯装置的低压波讯号是由发讯腔A′内的活塞(4)因突然快下的运动所产生的空间，在临近活塞(4)顶部的局部区域里形成的。
5.根据权利要求1所述的双活动度凸轮机械低压波发讯装置，其特征在于在接收腔A内安装有微音传感器(7)。
全文摘要
本发明使用了一种双活动度凸轮机械低压波发讯装置来实现自动发讯功能。其中双活动度的凸轮机构是由活动凸轮(2)和主动凸轮(3)组成；活动凸轮(2)的特殊结构使其成为具有局部自由度的、共有两个活动度的独立运动的从构件。该结构使活塞(4)在本发讯装置内实现慢上和突然快下的运动规律；低压波讯号便是由于发讯腔A′内的活塞(4)突然快下的运动，而在临近活塞(4)顶部的局部区域里形成的。
文档编号E21B47/047GK101037939SQ200610065019
公开日2007年9月19日 申请日期2006年3月17日 优先权日2006年3月17日
发明者许楠 申请人:许楠