一种自动旋转式井径测井仪的制作方法

本发明涉及石油测井技术领域，尤其涉及一种自动旋转式井径测井仪。

背景技术：

在石油生产过程中，套管磨损的情况在油田不可避免，各种采油措施的实施过程中造成井与井之间、层与层之间的压力不平衡，加剧了断层的活动、泥岩吸水膨胀、化学腐蚀等一系列的套管损伤现象，使得套管出现磨损、腐蚀、破损及其他变形情况。目前，使用井径测井仪测量套管技术是有效检测套管损伤的有效手段之一，井径测井仪可以通过测量套管内径来反应套管的磨损、腐蚀、破损及其他变形情况。

现有的多臂井径测井仪通过设有可以收缩张开的测量臂，进而将该多臂井径测井仪下入到套管内后通过其将测量臂张开后与套管内壁接触，在上提过程中通过测量臂与套管内壁的摩擦接触，来反映出套管的内径。

但是现有的多臂井径测井仪为了提高测量的准确性，只能通过增加测量臂的组数，而测量臂的组数过多会造成体积过大，不便携带，而且易出现故障，维护起来困难，最终会使成本增加。

为此，设计一种自动旋转式井径测井仪，解决以上问题。

技术实现要素：

本发明为克服以上不足，提供一种自动旋转式井径测井仪，包括上壳体、下壳体、传动组件、旋转组件和测量组件，所述上壳体的顶端固定设有上护帽，所述下壳体的底端固定设有下堵头；

所述旋转组件包括旋转主轴、下轴承端盖、联轴器、步进电机、上轴承、下轴承和上轴承端盖，所述步进电机固定安装在所述下壳体内，所述旋转主轴的一端通过所述联轴器与所述步进电机的输出轴连接，所述旋转主轴与所述下壳体之间通过所述下轴承连接，所述下轴承端盖固定安装在所述下壳体顶部且将所述下轴承完全封盖，所述旋转主轴的另一端与所述上壳体通过所述上轴承连接，所述上轴承端盖固定安装在所述上壳体底部且将所述上轴承完全封盖，所述旋转主轴靠近所述下壳体端固定设有环型的固定座；

所述传动组件包括伺服电机、皮带、螺纹轴和滑块，所述伺服电机固定安装在所述上壳体上，所述伺服电机的输出轴上固定设有主动带轮，所述螺纹轴为筒状结构套在所述旋转主轴的靠近所述上壳体端，所述螺纹轴的远离所述上壳体端与所述旋转主轴之间通过设有旋转固定座连接，所述螺纹轴的靠近所述上壳体端固定设有从动带轮，所述主动带轮与所述从动带轮之间通过所述皮带连接，所述滑块螺纹连接套在所述螺纹轴外，所述滑块上固定设有推环；

所述测量组件包括若干组测量臂，每组所述测量壁包括两个呈°夹角的测量单元，每个测量单元包括一个传感器支架和一套推杆组件，所述传感器支架固定设有位移传感器和与所述伺服电机电连接的第一限位开关，一套所述推杆组件包括一个第一推杆、一个第二推杆和一个第三推杆，所述第一推杆的一端与所述传感器支架的顶部铰接，所述第一推杆的另一端与所述推环铰接，所述第二推杆的一端与所述传感器支架的顶部铰接，所述第二推杆的另一端与所述旋转固定座铰接，所述第三推杆的一端与所述传感器支架的底部铰接，所述第三推杆的另一端与所述固定座铰接；

进一步，为了防止撞机风险，优选的，所述推环上固定设有与所述伺服电机电连接的第二限位开关。

进一步，为了减少磨损，优选的，所述螺纹轴与所述旋转主轴之间套接有套筒。

优选的，所述位移传感器为差动变压器式位移传感器。

优选的，所述固定座与所述旋转主轴之间通过设有十字半圆头螺栓固定连接。

优选的，所述旋转固定座与所述旋转主轴之间通过设有内六角圆柱头螺栓固定连接。

优选的，所述测量臂设置有两组。

本发明的有益效果是：

本发明所述的一种自动旋转式井径测井仪可以使测量臂进行旋转一定的角度，使得在同一个位置处，测得多组数据，使得得到的数据更加详细，误差更小。所述的一种自动旋转式井径测井仪结构简单，工作可靠，体积小，携带方便，便于维护，更加适应于水平井、大斜度井，实用性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明完全收缩状态时的结构示意图；

图3为本发明完全展开状态时的结构示意图；

图4为本发明纵向剖面的结构示意图；

图5为本发明所述传动组件的结构示意图；

其中：1-上护帽；2-上壳体；3-伺服电机；5-皮带；6-螺纹轴；7-套筒；8-传感器支架；9-推杆组件；91-第一推杆；92-第二推杆；93-第三推杆；10-旋转固定座；11-旋转主轴；13-十字半圆头螺栓；14-固定座；15-下轴承端盖；16-联轴器；17-下壳体；18-步进电机；19-下堵头；20-下轴承；22-内六角圆柱头螺栓；23-推环；24-滑块；25-主动带轮；26-上轴承端盖。

具体实施方式

以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。

一种自动旋转式井径测井仪，包括上壳体2、下壳体17、传动组件、旋转组件和测量组件，所述上壳体2的顶端固定设有上护帽1，所述下壳体17的底端固定设有下堵头19；

所述旋转组件包括旋转主轴11、下轴承端盖15、联轴器16、步进电机18、上轴承、下轴承20和上轴承端盖26，所述步进电机18固定安装在所述下壳体17内，所述旋转主轴11的一端通过所述联轴器16与所述步进电机18的输出轴连接，所述旋转主轴11与所述下壳体17之间通过所述下轴承20连接，所述下轴承端盖15固定安装在所述下壳体17顶部且将所述下轴承20完全封盖，所述旋转主轴11的另一端与所述上壳体2通过所述上轴承连接，所述上轴承端盖26固定安装在所述上壳体2底部且将所述上轴承完全封盖，所述旋转主轴11靠近所述下壳体17端固定设有环型的固定座14；

所述传动组件包括伺服电机3、皮带5、螺纹轴6和滑块24，所述伺服电机3固定安装在所述上壳体2上，所述伺服电机3的输出轴上固定设有主动带轮25，所述螺纹轴6为筒状结构套在所述旋转主轴11的靠近所述上壳体2端，所述螺纹轴6的远离所述上壳体2端与所述旋转主轴11之间通过设有旋转固定座10连接，所述螺纹轴6的靠近所述上壳体2端固定设有从动带轮，所述主动带轮25与所述从动带轮之间通过所述皮带5连接，所述滑块24螺纹连接套在所述螺纹轴6外，所述滑块24上固定设有推环23；

所述测量组件包括若干组测量臂，每组所述测量壁包括两个呈180°夹角的测量单元，每个测量单元包括一个传感器支架8和一套推杆组件9，所述传感器支架8固定设有位移传感器和与所述伺服电机3电连接的第一限位开关，一套所述推杆组件9包括一个第一推杆91、一个第二推杆92和一个第三推杆93，所述第一推杆91的一端与所述传感器支架8的顶部铰接，所述第一推杆91的另一端与所述推环23铰接，所述第二推杆92的一端与所述传感器支架8的顶部铰接，所述第二推杆92的另一端与所述旋转固定座10铰接，所述第三推杆93的一端与所述传感器支架8的底部铰接，所述第三推杆93的另一端与所述固定座14铰接；

进一步，为了防止撞机风险，优选的，所述推环23上固定设有与所述伺服电机3电连接的第二限位开关。

进一步，为了减少磨损，优选的，所述螺纹轴6与所述旋转主轴11之间套接有套筒7。

优选的，所述位移传感器为差动变压器式位移传感器。

优选的，所述固定座14与所述旋转主轴11之间通过设有十字半圆头螺栓13固定连接。

优选的，所述旋转固定座10与所述旋转主轴11之间通过设有内六角圆柱头螺栓22固定连接。

优选的，所述测量臂设置有两组。

工作原理：

将所述的一种自动旋转式井径测井仪下放油井中，使所述伺服电机3正转，所述伺服电机3带动所述主动带轮25正传，通过所述皮带5将扭矩传递到所述从动带轮，进而带动所述螺纹轴6旋转，所述螺纹轴6旋转通过螺纹将驱动所述滑块24向前运动，所述滑块24将带动所述推环23一起向前运动，所述推环23向前运动将推动所述推杆组件9逐渐支起，从而使得所述传感器支架8向外扩张，当所述位移传感器和所述第一限位开关与井壁接触时，所述伺服电机3停止转动，通过所述位移传感器测得井径数据，当一组数据测量完成以后，所述伺服电机3反转，使得所述传感器支架8与井外壁脱离接触后所述伺服电机3停止转动，然后驱动所述步进电机18转动，所述步进电机18带动所述旋转主轴11转动，所述旋转主轴11带动所述测量臂转动，当旋转至现场需要的角度时，所述伺服电机3再次正转，使所述位移传感器和所述第一限位开关再次与井壁接触，可以再次测量井径数据，如此往复，可以在同一个位置处，测得多组数据，使得得到的数据更加详细，误差更小。所述的一种自动旋转式井径测井仪通过旋转测量的工作方式，可大大减少所述测量臂的设置组数，使得整体结构简单，体积小，携带方便，便于维护，更加适应于水平井、大斜度井，实用性强。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。