专利名称：双检测探头测调仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油开采领域，特别涉及测调仪的结构和检测方法。
技术背景目前，在国内外石油生产领域，注水开釆是一种极为重要的开采方式，而 有关分层注水的控制与测量有这一技术的关键，以往和现在的测试手段和仪器设备都存在测控精度低、作业操作控制困难等不足，具体来说1 .现有的测调^f义只有一个检测探头，并采用递减法测量和计算各层的注水流 量，因此，不可避免地存在较大的误差。2. 现有的测调仪的流量计不能采用其他原理的流量计进行替换，适应性不高。3. 现有的测调仪的微型电机扭矩输出通过双万向连轴器转换到输出对接部 件，存在机构复杂、故障率高、扭矩损失大的问题；而且双万向连轴器的轴间 角死区容易导致堵转卡夹等故障；釆用这种结构还不具备双向360度旋转功能， 只能单向调节堵塞器。4. 现有的测调仪的弹出臂机构不能调节伸出角度，导致对接困难。 发明内容针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种双检测探头测调 仪，提高测量精度，增强环境适应性，并提高弹出臂机构的传动效率。为实现所述的目的，本实用新型采用的技术方案是一种双检测探头测调仪，其包括电源接线端子、机电执行模块和投放导 向模块，其特征在于还包括控制检测模块与次级检测模块，所述的控制检测 模块设置在机电执行模块上方，而所迷的次级检测模块设置在机电执行模块的 下方，所迷的控制检测模块内设有控制电路和上级检测探头，所述的上级检测 探头与控制电路电连接，控制电路又电连接到所迷的电源接线端子，所述的次 级检测模块内设有次级检测探头，所述的次级检测探头与控制检测模块的控制 电路之间电连接。其中所述的上级检测探头以及次级检测探头是电磁测量探头、超声波测量 探头或者是涡街技术测量探头。其中所述的控制检测模块上端与所述的电源接线端子之间是通过螺紋连 接，控制检测模块下端通过螺紋连接所述的机电执行模块，机电执行模块下端通 过螺紋连接所述的次级检测模块，次级检测模块下端连接所述的投放导向模块。其中次级检测模块下端通过螺紋连接一个配重体，配重体下端通过螺紋连 接所述的投放导向模块。其中所述的机电执行模块包括主管体与弹出臂机构，所迷的主管体上端与 所述的控制检测模块的下端连接；所述的弹出臂机构包括摆动轴、摆出臂、撑直 轴和摆出立框，所述的摆出臂铰接在所述的主管体上并绕摆动轴旋转摆动，所迷 的摆出立框铰接在所述的摆出臂的下端并绕撑直轴转动，在所述的摆出臂与主管 体之间设有弹性机构，在所迷的摆出立框与摆出臂之间也设有弹性机构，使摆出 臂与摆出立框能够摆动并保持在预定位置和预定角度； 一个微型电机设置在所述 的摆出臂内，微型电机的转动通过一个微型单万向联轴器与摆出立框内的一根传 动输出轴联结，传动输出轴并把转动传输到摆出立框的下端的输出对接嘴，所述 的微型电机接收所述的控制检测模块内的控制电路的控制信号而旋转。其中在所述的弹出臂机构的摆出立框内还设有缠绕收放机构，所述的缠 绕收放机构包括软钢丝绳、啮合轴套、复位弹簧、微型离合器、啮合齿座以及 顶开滑套，所述的啮合轴套与复位弹簧均套设在所述的传动输出轴上，且所述 的复位弹黃将啮合轴套往下顶推，所述的啮合齿座设在啮合轴套下方，与啮合 轴套之间设有可以相互传动的啮合齿，所述的啮合齿座还固结有微型离合器， 并通过所述的微型离合器与传动输出轴连动，所述的顶开滑套套设在所述的啮 合齿座外侧， 一端与所述的喑合轴套抵接，另一端延伸到摆出立框下端开口处， 所述的软钢丝绳一端固结在嗜合轴套上，另一端固结在主管体上。其中所述的软钢丝绳是通过一个单向轴承与主管体连接，单向轴承上还 设有一个弹性装置，在常态下将单向轴承推抵在锁死状态。与现有技术相比较，本实用新型具有的有益效果是1.控制检测模块是对机电执行模块等发出控制指令同时检测作业层注水流 量并采集相应的流量以及相关的压力等实时数据，不同以往测水系统的检测及
采集数据方式，本实用新型是采用双电磁探头检测流经该作业层流量以及流经 该作业层注水堵塞器之后的注水流量等参量，然后以二者数据差作为最终的数 据予以采集并处理的模式，因此可以精确的调控、采集处理每单一作业层的注 水数据，这是注水检测及数据采集模式的革新性变化。2.由于电源接线端子、控制检测模块、机电执行模块、投放导向模块以及配 配重体都可做为一个独立组成单元与测试仪主体脱离，尤其作为本实用新型关 键机构之一的控制检测模块可以采用不同的测量原理实现测量，本实用新型可 以实现分别釆用电磁测量、超声波测量、涡街技术测量等，多模式或复合模式 进行测量并反馈至控制，可以实现测量精度的比较和修正、提高，测量数据采 集途径、方式更为丰富，输出模式更加灵活多样、科学合理。同时也有利于各 部件的故障顺利排除和维护。3机电执行模块是测调仪与注水井下不同深度层固定注流量的堵塞器实现 对接调控的执行机构，本实用新型实现了单万向联轴器传递驱动对接部件的摆 出和收回所需的运动，可以避免对接与调控的互相干扰，更确保了调控驱动的 灵活方便。4投放导向定位机构与机电执行机构的输出对接部件间的距离科学合理地 缩短，仪器系统较目前市场上应用的相关产品机构简化缩小。从而便于导向定 位更好地为输出对接的顺利实现服务。同时也有利于克服因注水管变形、内壁 结垢等原因造成的导向定位与对接的困难。5.缠绕收放机构的可调节，此机构可以根据生产作业现场实际需要调解探 出对接部件的弹出角度，使测调仪的适应性更强。
图1是本实用新型较佳实施例的整体示意图；图2是本实用新型的电源接线端子与控制检测模块的结构示意图；图3是本实用新型的机电执行模块结构示意图；图4是本实用新型弹出臂机构的结构示意图；图5是本实用新型的摆出立框及其内部的缠绕收放机构的结构示意图； 图6是本实用新型的软钢丝绳与主管体的连接结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，是本实用新型的一个较佳实施例的整体示意图，在本实施例其包括电源接线端子l、控制检测模块2、机电执行模块3、次级检测模块4、 投放导向模块6以及配重体5，其中所述的电源接线端子1用来连通地面电源、输出终端和测调仪系统； 结合图2所示，所述的控制检测模块2上端与所述的电源接线端子l之间 是通过螺紋7连接，其中间是连通电路的接插件端子21,下端以螺紋7结构(其 中有为微型电机供电的电线通过)和机电执行模块3连接；所述的控制检测模 块2内设有控制电路和上级检测探头(电磁测量探头、超声波测量探头或者是 涡街技术测量探头)，所述的上级检测探头与控制电路连接，控制电路又连接 到所述的电源接线端子1;如图3所示，所述的机电执行模块3包括主管体31、弹出臂机构32和缠绕 收放机构34等，其中所述的主管体31上端与所述的控制检测模块2的下端螺紋7连接； 如图3所示，所述的弹出臂机构32包括摆动轴321、摆出臂322、微型电 机323、摆出弹簧324、摆出立框325、撑直弹簧326和撑直轴327等，所述的 摆出臂322铰接在所述的主管体31上并绕摆动轴321旋转摆动，所述的摆出立 框325铰接在所述的摆出臂322的下端并绕撑直轴327转动，在所述的摆出臂 322与主管体31之间，以及在所述的摆出立框325与摆出臂322之间均设有弹 性机构，使摆出臂322与摆出立框325能够摆动并保持在预定位置和预定角度， 在本实施例中，所述摆出臂322在摆出弹簧324的作用下摆出并带动摆出立框 325等到达工作位置，同时在撑直弹簧326的辅助作用下确保摆出臂322和摆出 立框325的空间相对位置，以利于和堵塞器的对接。如图4所示，所述的微型电机323设置在所述的摆出臂322内，微型电机 323的转动通过一个微型单万向联轴器328与摆出立框325内的一根传动输出轴 329联结，并把转动传输到摆出立框325的下端的输出对接嘴330,所迷的微型 电机323接收控制电路的控制信号，调节井下堵塞器的开口大小，从而调节注 水量；如图5所示，所述的缠绕收放机构34 —体设在所述的弹出臂机构32的摆 出立框325内，包括软钢丝绳341、啮合轴套342、复位弹簧343、微型离合器 344、啮合齿座345以及顶开滑套346,所述的啮合轴套342与复位弹簧343均
套设在所述的传动输出轴329上，且所述的复位弹簧343将啮合轴套342往下 顶推，所述的啮合齿座345设在啮合轴套342下方，与啮合轴套342之间设有 可以相互传动的啮合齿，所述的啮合齿座345还固结有微型离合器344,并通过 所述的微型离合器344与传动输出轴329连动，所述的顶开滑套346套设在所 述的啮合齿座345外侧， 一端与所述的啮合轴套342抵接，另一端延伸到摆出 立框325下端开口处，所迷的软钢丝绳341—端固结在嗜合轴套342上，另一 端固结在主管体31上。在作业开始时，测调仪与堵塞器对接后，在测调仪系统重力影响下，堵塞 器推抵所述的顶开滑套346，连动所述的啮合轴套342压缩所述的复位弹簧343, 而啮合齿座345则随测调仪整体下行，从而与啮合轴套342脱开，传动输出轴 329的正反转动360度都不影响软钢丝绳341的长短，而是调节堵塞器的开口大 小。测水作业后，把测调仪系统上提，复位弹簧343推动啮合轴套342与固结 在微型离合器344上的啮合齿座345啮合，此时给微型电机323发出收回指令， 软钢丝绳341将随着传动输出轴329的转动而缠绕起来，并拉动所述的摆出立 框325回收于主管体31。如图6所示，所述的软钢丝绳341是通过一个单向轴承347与主管体31连 接，单向轴承347上还设有一个弹性装置348 (如弹簧)，在常态下将单向轴承 347推抵在锁死状态。如此，在地面上，用力压缩弹性装置348,使单向轴承347 处于可转动状态，则能够通过手动微调单向轴承347对软钢丝绳341的长短进 行调节，即调整摆出立框325的弹出角度以利于在水管变形等情况下的对接。如图1所示，所述的次级检测模块4上端通过螺紋(附图中省略)连接所 述的机电执行模块3，下端通过螺紋(附图中省略)连接所述的配重体5 (也可 以采用其它连接方式，例如将次级检测模块4与配重体5设为一体结构)；所 述的次级检测模块4内设有次级检测探头，所述的次级检测探头与所述的控制 检测模块2的控制电路设有电线连接；所述的投放导向模块6上端与配重体5下端通过螺紋7连接，其具体结构 采用现有技术，在此不予赘述。采用所述的结构，测调仪可以方便且精确地测量各深度位置的注水量，具 体过程如下(1)投放测调仪系统到井下以后导向爪进入管壁内的导向槽，在测调仪系 统重力和导向槽的强制旋转导向机构作用下，测调仪随之旋转，使其弹出机构
弹出方向在井下堵塞器的上方；(2 )弹出臂机构32的摆出立框325的对接嘴与井下堵塞器对接；(3)通过所述的上级检测探头测量流从上一作业层流入的注水总量；通过所述的下级检测探头测量流入到下层的注水分量；(4 )所述的控制电路和地面电脑终端根据所述的上级检测探头以及下级检测探头测量的数据，将所述的注水总量减去所述的注水分量，得到注入到该作业层的实际注水量；这是迄今为止国内外最为精确的电动配水测控方法；(5) 所述的控制电路和地面电脑终端将计算得到的实际注水量与期望注水 量作比较，若实际注水量不符合要求，则发送控制信号给所述的微型电机323, 以调节所述的井下堵塞器的开口大小，然后回到所述的步骤(3);若实际注水 量符合要求，则继续下述步骤；(6) 将测调仪上提，进行上一层注水量的测量与调节；或者，先通过所述 的缠绕收放机构34将弹出臂机构32收回，然后进行下一层注水量的测量与调 节。本实用新型由于采用所述的结构，不仅使得测量精度大大提高以外，还具 有其它优点，总结如下1. 控制检测模块是对机电执行模块等发出控制指令同时检测作业层注水流 量并采集相应的流量以及相关的压力等实时数据，不同以往测水系统的检测及 采集数据方式，本实用新型是采用双电磁探头检测流经该作业层流量以及流经 该作业层注水堵塞器之后的注水流量等参量，然后以二者数据差作为最终的数 据予以采集并处理的模式，因此可以精确的调控、采集处理每单一作业层的注 水数据，这是注水检测及数据采集模式的革新性变化。2. 由于电源接线端子1、控制检测模块2、机电执行模块3、投放导向模块6 以及配配重体都可做为一个独立組成单元与测试仪主体脱离，尤其作为本实用 新型关键机构之一的控制检测模块2可以采用不同的测量原理实现测量，本实 用新型可以实现分别采用电磁测量、超声波测量、涡街技术测量等，多模式或 复合模式进行测量并反馈至控制，可以实现测量精度的比较和修正、提高，测 量数据采集途径、方式更为丰富，输出模式更加灵活多样、科学合理。同时也 有利于各部件的故障顺利排除和维护。3机电执行模块3是测调仪与注水井下不同深度层固定注流量的堵塞器实现 对接调控的执行机构，本实用新型实现了单万向联轴器传递驱动对接部件的摆
出和收回所需的运动，可以避免对接与调控的互相干扰，更确保了调控驱动的 灵活方便。4投放导向定位机构与机电执行机构的输出对接部件间的距离科学合理地 缩短，仪器系统较目前市场上应用的相关产品机构简化缩小。从而便于导向定 位更好地为输出对接的顺利实现服务。同时也有利于克服因注水管变形、内壁 结垢等原因造成的导向定位与对接的困难。5.缠绕收放机构34的可调节，此机构可以根据生产作业现场实际需要调 解探出对接部件的弹出角度，使测调仪的适应性更强。以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技 术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修 改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1. 一种双检测探头测调仪，其包括电源接线端子、机电执行模块和投放导向模块，其特征在于还包括控制检测模块与次级检测模块，所述的控制检测模块设置在机电执行模块上方，而所述的次级检测模块设置在机电执行模块的下方，所述的控制检测模块内设有控制电路和上级检测探头，所述的上级检测探头与控制电路电连接，控制电路又电连接到所述的电源接线端子，所述的次级检测模块内设有次级检测探头，所述的次级检测探头与控制检测模块的控制电路之间电连接。
2、 根据权利要求1所述的双检测探头测调仪，其特征在于所述的上级检 测探头以及次级检测探头是电磁测量探头、超声波测量探头或者是涡街技术测量 探头。
3、 根据权利要求1所述的双检测探头测调仪，其特征在于所述的控制检 测模块上端与所述的电源接线端子之间是通过螺紋连接，控制检测模块下端通过 螺紋连接所述的机电执行模块，机电执行模块下端通过螺紋连接所述的次级检测 模块，次级检测模块下端连接所述的投放导向模块。
4、 根据权利要求3所述的双检测探头测调仪，其特征在于次级检测模块 下端通过螺紋连接一个配重体，配重体下端通过螺紋连接所述的投放导向模块。
5、 根据权利要求1所述的双检测探头测调仪，其特征在于所述的机电执 行模块包括主管体与弹出臂机构，所述的主管体上端与所述的控制检测模块的下 端连接；所述的弹出臂机构包括摆动轴、摆出臂、撑直轴和摆出立框，所述的摆 出臂铰接在所述的主管体上并绕摆动轴旋转摆动，所述的摆出立框铰接在所述的 摆出臂的下端并绕撑直轴转动，在所迷的摆出臂与主管体之间设有弹性机构，在 所述的摆出立框与摆出臂之间也设有弹性机构，使摆出臂与摆出立框能够摆动并 保持在预定位置和预定角度；一个微型电机设置在所述的摆出臂内，微型电机的转动通过一个微型单万 向联轴器与摆出立框内的一根传动输出轴联结，传动输出轴并把转动传输到摆 出立框的下端的输出对接嘴，所述的微型电机接收所迷的控制检测模块内的控 制电路的控制信号而旋转。
6、 根据权利要求5所述的双检测探头测调仪，其特征在于在所述的弹出 臂机构的摆出立框内还设有缠绕收放机构，所述的缠绕收放机构包括软钢丝绳、 啮合轴套、复位弹簧、微型离合器、啮合齿座以及顶开滑套，所述的啮合轴套 与复位弹簧均套设在所述的传动输出轴上，且所述的复位弹簧将啮合轴套往下 顶推，所述的啮合齿座设在啮合轴套下方，与啮合轴套之间设有可以相互传动 的啮合齿，所述的啮合齿座还固结有微型离合器，并通过所述的微型离合器与 传动输出轴连动，所述的顶开滑套套设在所述的嗜合齿座外侧， 一端与所述的 啮合轴套抵接，另一端延伸到摆出立框下端开口处，所述的软钢丝绳一端固结 在啮合轴套上，另一端固结在主管体上。
7、根据权利要求6所述的双检测探头测调仪，其特征在于所述的软钢丝 绳是通过一个单向轴承与主管体连接，单向轴承上还设有一个弹性装置，在常 态下将单向轴承推抵在锁死状态。
专利摘要本实用新型是一种双检测探头测调仪，所述的双检测探头测调仪包括电源接线端子、机电执行模决和投放导向模块，还包括控制检测模块与次级检测模块，控制检测模块设置在机电执行模块上方，而次级检测模块设置在机电执行模块的下方，所述的控制检测模块内设有控制电路和上级检测探头，上级检测探头与控制电路电连接，控制电路又电连接到所述的电源接线端子，所述的次级检测模块内设有次级检测探头，次级检测探头与控制检测模块的控制电路之间电连接。上级检测探头可测量从上一作业层流入的注水总量，下级检测探头可测量流入到下层的注水分量，将所述的注水总量减去所述的注水分量，得到注入到该作业层的实际注水量，测量更加准确。
文档编号E21B47/00GK201215009SQ20082010472
公开日2009年4月1日 申请日期2008年4月9日 优先权日2008年4月9日
发明者吴凤祥 申请人:吴凤祥