专利名称：微球测井仪推靠器的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田测井技术领域，特别是一种适用广泛的微球测井仪推靠器。
技术背景
测井仪适用于测井领域，且可对井壁进行连续扫描，也可对任意水平进行横向扫 描，给出井筒竖直剖面、水平断面、井筒有效断面、井筒偏斜距离等技术资料。测井结果可由 计算机屏幕直接显示，也可由绘图仪打印机给出，使用灵活方便。测井仪器的使用可以防止 井筒偏斜，减少施工周期，加快施工进度，确保工程质量，间接经济效益明显，社会效益非常显者ο
由于地质条件和钻井技术的不同，钻头撤出后井壁可能发生压力挤压变形、疏松 地质层脱落等情况，所以油田在下管之前首先要通过测井设备测量井径的变化，这种测井 设备比较常见的就是推靠器，所以测井仪推靠器是伸入到井内检测井径等的重要装置，对 于测井仪推靠器的研究就显得尤其重要。本申请人根据多年的生产、使用经验发现目前 油田使用的微球测井仪推靠器推靠极板张开、闭合运动是联动的。测井过程中仪器轴心在 井径中心时，极板张开直径等于井径。可是在测井过程中仪器轴向是随机的，推靠器终端的 两侧推靠臂不能根据井径的具体情况张开相应的不同幅度，造成极板有时不能紧贴井壁， 如图5所示，进而导致信号中断，这也就应了油田微球测井的一句俗话“微球微球从来测 不到头”。这对于钻井情况多变的井测现场来说是极为不利的，严重影响检测结果的准确 性。综上，本申请认为现有测井仪推靠器亟待改进。发明内容
本发明的目的是为了提供一种结构设计更加合理、使用效果更加可靠的微球测井 仪推靠器，从根本上解决目前油田使用的测井仪推靠器终端对不规则被测井壁的检测受 限、影响检测效果的问题。同时，改变了推靠器推靠极板张开、闭合运动的联动工作方式，充 分利用弹簧总成的弹簧张力实现推靠器工作状态。
本发明的技术方案是该微球测井仪推靠器包括壳体，依次组装在所述壳体内的 电机、传动总成、压力平衡总成、井径电位器总成、弹簧总成、铰链总成，与所述铰链总成连 接的推靠终端，其技术要点是所述铰链总成包括与所述弹簧总成连接的连接架和铰链连 杆组，所述铰链连杆组为实现反向运动的双铰链四连杆机构，所述双铰链四连杆机构的前、 后铰链四连杆机构共用两个中间连杆且在所述两个中间连杆铰接位置与所述壳体固定，所 述前铰链四连杆机构的前端与所述连接架连接，所述后铰链四连杆机构的后端与所述推靠 终端连接。
所述前铰链四连杆机构的前端铰接轴铰接在所述连接架末端的长形孔内。
所述双铰链四连杆机构的中间连杆铰接轴、所述前铰链四连杆机构的前端铰接 轴、所述后铰链四连杆机构的后端铰接轴在同一水平线上，且与所述壳体中心线在同一水 平面。
所述推靠终端包括中间拉杆、沿壳体中心线对称设置的大、小极板支撑臂、两侧推 靠臂、带有极板的极板托架和支撑铁鞋，及差动铰链总成；所述中间拉杆前端与所述后铰链 四连杆机构的后端铰接轴连接在一起；所述大、小极板支撑臂前端利用销轴铰接在一起且 所述销轴穿过所述中间拉杆前部设置的长形孔与所述壳体固定连接，所述大极板支撑臂后 端与所述极板托架前端铰接，所述小极板支撑臂后端与所述支撑铁鞋前端铰接；两侧的所 述推靠臂前端利用销轴相互铰接且所述销轴与所述壳体固定连接，所述推靠臂后端分别铰 接、推靠所述极板托架和支撑铁鞋；所述差动铰链总成包括铰接在所述中间拉杆后部的连 杆转动块，所述连杆转动块与所述中间拉杆的铰接轴在所述壳体中心线上，所述连杆转动 块与两侧的所述推靠臂之间分别利用连杆活动连接。
所述连杆转动块分别利用两个销轴对称连接两个连杆，两个所述连杆另一端与对 应侧所述推靠臂臂杆突出部铰接。
所述中间拉杆中部设置长形导孔，并在所述长形导孔内设置对所述中间拉杆的移 动起导向作用的销轴，所述销轴固定在所述壳体中心线上。
本发明的优点及积极的技术效果本发明采用的可以实现反向运动的双铰链四连 杆机构，即菱形铰链总成，在仪器的传动和推靠连接上起到了决定性的作用。如果没有菱形 铰链总成，推靠臂只能靠电机的作用力张开闭合，当电机停止运转时，两侧的推靠臂不能闭 合，相当于弹簧总成没有作用到两侧的推靠臂上，失去了作用，仪器不能够正常使用。而本 发明菱形铰链总成的运动规律是反向的，即当电机反转时两侧的推靠臂在电机的扭矩作用 力下闭合，相反在电机正转的时候，是靠弹簧的作用力把两侧的推靠臂支开，这样两侧的推 靠臂就能够随意的闭合或正常工作。同时，菱形铰链总成还有一个特点，那就是作用力与反 作用力是相等的，这样就保证了弹簧张力的完全利用，不丢失。
本推靠器最大的不同点在于采用了差动式的推靠结构，即利用了差动铰链总成， 差动铰链总成是实现差动功能的核心，差动铰链总成的连杆转动块有3个轴，一个在壳体 中心线上，另外两个上下对称，分别连接两个连杆，两个连杆又分别连接两侧的推靠臂。当 弹簧张开时，铰链总成拉动推靠终端的中间拉杆，中间拉杆带动差动铰链总成的连杆转动 块，连杆转动块带动两侧连杆，进而拉动两侧推靠臂张开。在此过程中，连杆转动块在外力 作用下可以在一定范围内围绕设在壳体中心线上的轴旋转，通过两个连杆使推靠臂径向不 同步运动，从而实现差动功能，即在仪器张开时极板和支撑臂能够径向的随机运动，保证了 极板在测井过程中的任何状况都能与井壁紧贴，连续测试。
结合附图对本发明作进一步说明 图1为本发明的局部剖视示意简图；图2为图1中传动总成6和压力平衡总成8全剖放大结构示意简图； 图3为图1中井径电位器总成9和部分弹簧总成10的全剖放大结构示意简图； 图4为图1中部分弹簧总成10、铰链总成11、差动铰链总成12和推靠终端13的全剖 放大结构示意简图；图5为现有微球测井仪推靠器在不规则井内检测受限情况示意图； 图6为本发明在不规则井内检测情况示意图。
图中序号说明1护帽、2电源插座、3上接头、4上壳体、5电机、6传动总成、601联 轴器、602轴承座、603轴承座、604丝杠、605支撑套筒、606中间接头、607丝母、608上推力 杆、609下推力杆、610销轴、7下壳体、8压力平衡总成、801密封螺母、802密封帽、803限位 块、9井径电位器总成、901井径锁紧环、902密封接头、903弹簧座、904弹簧伸缩拉动电位 器、905油堵、906固定架、907密封帽、908传动杆、10弹簧总成、1001弹簧伸缩接头、1002弹 簧压盘、1003弹簧杆、1004弹簧、1005活动环、1006销轴、11铰链总成、1101连接架、1102连 杆I、1103连杆II、1104连杆III、1105连杆IV、1106连杆V、1107连杆VI、12差动铰链总成、 1201连杆转动块、1202销轴、1203销轴、13推靠总成、1301中间拉杆、1302销轴、1303大极 板支撑臂、1304小极板支撑臂、1305连杆ΥΠ、1306连杆通、1307推靠臂I、1308推靠臂II、 1309支撑铁鞋、1310极板托架、1311极板、14下堵头。
具体实施方式
根据图1-6对本发明作详细描述。本发明属于极板型电流聚焦测井仪主要组成部 分，为同时测量底层冲洗带电阻率RxO，井径两条曲线的微球测井仪提供了可靠的机械推 靠保证，是具有自主权的创新产品。
如图1所示，本发明主要由壳体、依次组装在壳体内的电机、传动总成、压力平衡 总成、井径电位器总成、弹簧总成、铰链总成，与铰链总成连接的推靠终端，壳体两端的护 帽、下堵头等组成。其中，壳体为上、下两部分壳体，上、下两部分壳体利用中间接头连接。在 上壳体4与护帽1之间连接有上接头3，在上接头3内设置有电源插座2，该电源插座2与 设置在上壳体4内的电机5相连接。该电机轴向向下依次连接传动总成6、压力平衡总成 8、井径电位器总成9、弹簧总成10和铰链11总成。
其中，传动总成6包括有传动轴，传动轴上端通过联轴节601连接电机输出轴，传 动轴下端通过轴承座602和轴承603连接丝杠604，丝杠604设置在支撑套筒605内并与丝 母607连接，丝母607与设置在中间接头606内的上推力杆608连接，该上推杆608连接有 下推杆609，下推杆609末端设置销轴610，并利用该销轴连接有靠近壳体的推力板(图中未 示出)，下推杆609套装在压力平衡总成8内，该压力平衡总成8包括密封螺母801、密封帽 802和限位块803，井径电位器总成9包括固定架906，在固定架906上设置有带油堵905的 弹簧座903，在弹簧座903的轴向上端设置有带有井径锁紧环901的密封接头902，在弹簧 座903的轴向下端设置有密封帽907，在弹簧座的轴向中心位置上设置有弹簧伸缩拉动电 位器904，弹簧总成10包括有弹簧1004、弹簧杆1003，弹簧杆1003轴向上端设置有带弹簧 伸缩接头1001的弹簧压盘1002，弹簧杆1003轴向下端套装有活动环1005，该活动环1005 与推力板利用销轴1006连接，弹簧伸缩接头1001与弹簧伸缩拉动电位器904通过传动杆 908连接。
铰链总成11 (菱形铰链总成)由连接架1101、铰链连杆组等组成，其中连接架1101 前端与弹簧总成末端的密封螺钉(图中未示出)连接，铰链连杆组为实现反向运动的双铰链 四连杆机构，双铰链四连杆机构分为前铰链四连杆机构和后铰链四连杆机构，前铰链四连 杆机构和后铰链四连杆机构由四个连杆组成，其中共用两个中间连杆1106、1107，这两个中 间连杆1106、1107中部相互铰接，并在铰接处与下壳体7固定，前铰链四连杆机构的前端两 连杆1102、1103与后铰链四连杆机构的后端两连杆1104、1105尺寸相同，保证双铰链四连杆机构的中间连杆1106、1107的铰接轴、前铰链四连杆机构的前端两连杆1102、1103的铰 接轴、后铰链四连杆机构的后端两连杆1104、1105的铰接轴在同一水平线上，且与壳体中 心线保持在同一水平面，进而保证铰链总成的反向运动。前铰链四连杆机构的前端铰接轴 铰接在连接架1101末端的长形孔内，此处长形孔长度可以根据前铰链四连杆机构的上、下 行程设置。后铰链四连杆机构的后端铰接轴与推靠终端的中间拉杆前端连接。
推靠终端13由中间拉杆1301、沿壳体中心线对称设置的大、小极板支撑臂1303、 1304两侧推靠臂1307、1308、带有极板1311的极板托架1310和支撑铁鞋1309，及差动铰链 总成12等组成。其中，大、小极板支撑臂1303、1304前端利用销轴铰接在一起且该销轴穿 过中间拉杆1301前部设置的长形孔与壳体固定连接，大、小极板支撑臂1303、1304均可绕 该销轴转动。大极板支撑臂1303后端与极板托架1310前端铰接，小极板支撑臂1304后端 与支撑铁鞋1309前端铰接；两侧的推靠臂1307、1308前端利用销轴相互铰接且销轴与壳体 固定连接，两侧的推靠臂1307、1308均可在外力作用下绕该销轴摆动，推靠臂1307、1308后 端分别铰接、推靠极板托架1310和支撑铁鞋1309 ；差动铰链总成12包括铰接在中间拉杆 1301后部的连杆转动块1201，连杆转动块1201与中间拉杆1301的铰接轴1203在壳体中心 线上。连杆转动块1201与两侧的推靠臂1307、1308之间分别利用连杆1305、1306活动连 接连杆转动块1201分别利用两个销轴对称连接两个连杆1305、1306，两个连杆1305、1306 另一端与对应侧推靠臂臂杆突出部铰接。进而，大极板支撑臂1303、极板托架1310、推靠臂 1307、连杆1305、连杆转动块1201、中间拉杆1301形成多连杆传动机构，同理，小极板支撑 臂1304、支撑铁鞋1309、推靠臂1308、连杆1306、连杆转动块1201、中间拉杆1301形成多连 杆传动机构，即形成“中间拉杆1301-连杆转动块1201-连杆1305、1306—推靠臂1307、 1308-极板托架1310/支撑铁鞋1309-大极板支撑臂1303/小极板支撑臂1304”的连动 方式。中间拉杆1301中部设置长形导孔，并在长形导孔内设置对中间拉杆1301的移动起 导向作用的销轴，销轴固定在壳体中心线上。中间拉杆上的长形孔及长形导孔的设置取决 于中间拉杆被带动的上、下行程。
工作原理当电机反转时，拉动弹簧总成使用其趋向压缩状态，带动连接架1101 向上运动，连接架1101带动铰链总成的前铰链四连杆机构向上运动，则驱动与前铰链四连 杆机构共用中间连杆1106、1107的后铰链四连杆机构向下运动，后铰链四连杆机构进而推 动中间拉杆1301向下运动，中间拉杆1301推动与连杆转动块1201铰接的两连杆1305、 1306，两连杆推动两侧推靠臂1307、1308使其带动极板闭合(非工作状态)。
当电机正转时，是弹簧总成的弹簧张开，张开的作用力作用于铰链总成的连接架 1101，连接架1101推动铰链总成的前铰链四连杆机构向下运动，则驱动与前铰链四连杆机 构共用中间连杆1106、1107的后铰链四连杆机构向上运动，后铰链四连杆机构进而拉动中 间拉杆1301向上运动，中间拉杆1301拉动与连杆转动块1201铰接的两连杆1305、1306，两 连杆拉动两侧推靠臂1307、1308使其带动极板张开(工作状态)。
当井径不规则时，连杆转动块1201在一定范围内围绕设在壳体中心线上的铰接 轴1203旋转，铰接在连杆转动块上的两个连杆1305、1306推动推靠臂1307、1308作径向不 同步运动，至推动极板托架1310、支撑铁鞋1309到达相应侧井壁，如图6所示，从而实现差 动功能。
现以利用了上述技术的WQ3106型微球测井仪推靠器以例，其技术指标可达到最大压力140Mpa ；仪器外径Φ 101. 6mm ；最小井眼Φ 150mm ；最高温度175°C ；推靠电流 最大180mA ；推杆电位计阻值信号幅度0-4. 5V ；井径Φ 150mm-500mm。
权利要求
1.一种微球测井仪推靠器，包括壳体，依次组装在所述壳体内的电机、传动总成、压力 平衡总成、井径电位器总成、弹簧总成、铰链总成，与所述铰链总成连接的推靠终端，其特征 在于所述铰链总成包括与所述弹簧总成连接的连接架和铰链连杆组，所述铰链连杆组为 实现反向运动的双铰链四连杆机构，所述双铰链四连杆机构的前、后铰链四连杆机构共用 两个中间连杆且在所述两个中间连杆铰接位置与所述壳体固定，所述前铰链四连杆机构的 前端与所述连接架连接，所述后铰链四连杆机构的后端与所述推靠终端连接。
2.根据权利要求1所述的微球测井仪推靠器，其特征在于所述前铰链四连杆机构的 前端铰接轴铰接在所述连接架末端的长形孔内。
3.根据权利要求1或2所述的微球测井仪推靠器，其特征在于所述双铰链四连杆机 构的中间连杆铰接轴、所述前铰链四连杆机构的前端铰接轴、所述后铰链四连杆机构的后 端铰接轴在同一水平线上，且与所述壳体中心线在同一水平面。
4.根据权利要求1所述的微球测井仪推靠器，其特征在于所述推靠终端包括中间拉 杆、沿壳体中心线对称设置的大、小极板支撑臂、两侧推靠臂、带有极板的极板托架和支撑 铁鞋，及差动铰链总成；所述中间拉杆前端与所述后铰链四连杆机构的后端铰接轴连接在 一起；所述大、小极板支撑臂前端利用销轴铰接在一起且所述销轴穿过所述中间拉杆前部 设置的长形孔与所述壳体固定连接，所述大极板支撑臂后端与所述极板托架前端铰接，所 述小极板支撑臂后端与所述支撑铁鞋前端铰接；两侧的所述推靠臂前端利用销轴相互铰接 且所述销轴与所述壳体固定连接，所述推靠臂后端分别铰接、推靠所述极板托架和支撑铁 鞋；所述差动铰链总成包括铰接在所述中间拉杆后部的连杆转动块，所述连杆转动块与所 述中间拉杆的铰接轴在所述壳体中心线上，所述连杆转动块与两侧的所述推靠臂之间分别 利用连杆活动连接。
5.根据权利要求4所述的微球测井仪推靠器，其特征在于所述连杆转动块分别利用 两个销轴对称连接两个连杆，两个所述连杆另一端与对应侧所述推靠臂臂杆突出部铰接。
6.根据权利要求4所述的微球测井仪推靠器，其特征在于所述中间拉杆中部设置长 形导孔，并在所述长形导孔内设置对所述中间拉杆的移动起导向作用的销轴，所述销轴固 定在所述壳体中心线上。
全文摘要
一种微球测井仪推靠器，从根本上解决目前油田使用的测井仪推靠器终端对不规则被测井壁的检测受限、影响检测效果的问题。它包括壳体，依次组装在壳体内的电机、传动总成、压力平衡总成、井径电位器总成、弹簧总成、铰链总成，与铰链总成连接的推靠终端，其技术要点是铰链总成包括与弹簧总成连接的连接架和铰链连杆组，铰链连杆组为实现反向运动的双铰链四连杆机构，双铰链四连杆机构的前、后铰链四连杆机构共用两个中间连杆且在两个中间连杆铰接位置与壳体固定，前铰链四连杆机构的前端与连接架连接，后铰链四连杆机构的后端与推靠终端连接。本发明改变了现有推靠器的联动工作方式，充分利用弹簧总成的弹簧张力实现推靠器工作状态。
文档编号E21B47/08GK102041999SQ20101057077
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者于其蛟, 王绍山 申请人:沈阳新锦石油设备有限公司