专利名称：小直径八臂井径测井井下仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于石油勘探领域，特别是一种石油井的井径测量装置。
在石油的勘探和生产过程中，都要自地面向下钻孔，该孔被称为石油井，也就需要测量井眼直径变化的仪器，称为井径测井仪，这里讨论的是其中的井下仪。前述石油井可分成两类，一类是裸眼井，另一类是套管井，井径仪测井过程如下，圆筒形的井下仪上安装有数枚可弹性地伸向四周井壁的起伏而改变伸出距离，将这种距离变化同步地转换成电信号的变化，送至地面仪进行记录处理，即完成井径测量过程。完成井径测量的关键在于井径仪的自身尺寸，目前套管井井径仪有两种，第一种是有8个测量臂，可记录四条曲线，其井下仪外径为89毫米，第二种有36个测量臂，可记录一条曲线，井下外径为90毫米，这两种井径仪的测量原理和方法基本相同，它们的缺点是当套管的弯曲和变形太大时，会使前述井径仪不能通过，亦不能完成测量工作，另外在生产井中过油管的内径是63毫米，也不可能用现有井径仪进行测量。
本实用新型的目的在于提供一种小直径八臂井径测井井下仪，它能够在井中套管变形较严重时和过油管中完成井径测井运作。
本实用新型以如下方式实现。本实用新型的小直径八臂井径测井井下仪由自上而下排列的安装在分成各自短节又互相固定在连接在一起的圆筒形外壳里的马龙头、磁定位器、上扶正器、电机传动短节、电子线路短节、测量短节、下扶正器、尾部挂套共同组成，电机传动短节里的电动机通过传动机构拖动使上扶正臂收放的上中心轴杆和使下扶正臂及测量臂收放的下中心轴杆，前述上扶正器和下扶正器结构相同，上扶正器由自上而下地顺序套装于上中心轴杆上固定盘、压缩弹簧、推靠盘、复位盘、复位弹簧、下固定盘以及三至八只在同水平圆周上竖向排布的弯曲成一段短臂和一段长臂的杆形的扶正臂组成，通过扶正臂弯曲处的轴孔由轴销可转动地将扶正臂安装于外壳的刚好容纳扶正臂的缝隙内，并使短臂端被夹于推靠盘和复位盘之间，扶正器的前述四种盘与外壳内壁之间为可滑动配合，上固定盘和下固定盘固定于上中心轴杆上；测量短节由八套以下中心轴杆为中心在同一圆周平面上均匀并列排布的位移--电信号转换机构以及各一只的弹簧盒座和测量固定盘共同组成，前述位移--电信号转换机构由滑线电阻、滑动触头、弹簧推杆、弹簧、位移活塞、测量臂组成，弹簧盒座为一段充满外壳内腔的短圆柱体，中心有下中心轴杆从中穿过的孔，在前述孔周围还竖直地有八只沿同一圆周均匀排布的通孔，在靠近弹簧盒座上端面时变小，在弹簧盒座的上端面按圆周立式均匀安装八只滑线电阻，八只上端固定有滑动触头下端有刚好在前述弹簧盒座的通孔内自由滑动的端帽的弹簧推杆套上弹簧后自下而上地插入前述弹簧盒座的通孔内，使得滑动触头自前述通孔上端伸出并以一定压力在滑线电阻上自由滑动，紧贴弹簧盒座的下端面的外壳隔断上开有八只孔，八只细杆形的位移活塞从中穿过，其上端分别顶在八只弹簧推杆的下端帽上，与扶正臂类似结构和安装方式的八只测量臂的短臂端的上尖顶在八只位移活塞的下端面，测量臂的短臂端的下尖由固定于下中心轴杆上的可在外壳内滑动的测量固定盘托住；前述电机传动机构通过滚珠外套、长圆销、拉力筒套拖动上中心轴杆，底朝上的桶式的拉力筒套罩于电机座之外并可自由地在外壳内壁和这一段电机座之间滑动，横向穿过滚珠外套的长圆销两端分别插入拉力筒套的靠下端的两只相对孔中而又不致影响拉力筒套在外壳内滑动，上中心轴杆的下端固定连接在拉力筒套上底的中央。
本实用新型有如下优点。
本实用新型的小直径八臂井径测井井下仪的上扶正器和下扶正器是在电动机的拖动下收回和伸开，其扶正臂在不测井的时间段在井内处于收回状态，减少了不必要的摩擦，与不可收回的灯笼弹簧板式扶正器相比使用寿命变长了。扶正器的压缩弹簧的上端面通过上固定盘固定于中心轴杆上，与现有的扶正器压缩弹簧的上端面与外壳相对固定的方式相比其弹性推力几乎在同等条件下提高一倍，使得扶正更加可靠。本实用新型的测量短节中的位移--电信号转换机构中的直线电位器是集中式，将滑线电阻与滑动触头分离，八只滑动触头安装于八只弹簧推杆上再统一安装于一个弹簧盒座里，从而节省较多空间。本实用新型中的电机传动机构是通过安装于滚珠外套上的长圆销拖动罩于电机座之外的长筒形的拉力筒套再拖动上中心轴杆，与现有技术中侧拉杆式传动相比占用空间更合理。前述两项改进使本实用新型的小直径八臂井径测井井下仪的外径可缩小至50毫米，从而达到测量较严重变形套管井和在过油管中运作的目的。
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图1是本实用新型的小直径八臂井径测井井下仪的总体局部剖面图。
图2是本实用新型的小直径八臂井径测井井下仪的测量短节的纵剖面图。
图3是本实用新型的小直径八臂井径测井井下仪的上扶正器的纵剖面图。
图4是本实用新型的小直径八臂井径测井井下仪的测量短节的横剖面图。
图5是本实用新型的小直径八臂井径测井井下仪的上扶正器的横剖面图。
图6是本实用新型的小直径八臂井径测井井下仪的电机传动短节的纵剖面图。
以下结合附图详述本实用新型的实施例。
参照图1，本实用新型的小直径八臂井径测井井仪由自上而下按下列顺序排列的各部分组成；马龙头1、磁定位器2、上扶正器3、电机传动短节4、电子线路短节5、测量短节6、下扶正器7、尾部挂套8，前述各部分分别安装在各自短节又互相固定连接在一起的圆筒形的外壳9里，前述各部分中的马龙头1、磁定位器2、电子线路短节5和尾部挂套8是已有技术，电机传动短节4里的电动机32通过传动机构拖动使上扶正臂17收放的上中心轴杆20和使下扶正臂17及测量臂29收放的下中心轴杆27。下面详述本实用新型的改进技术，上扶正器3、下扶正器7、测量短节6和电机传动短节4，上扶正器3和下扶正器7是构造相同的两套装置，只描述上扶正器3即可，参照图3和图5，上扶正器3安装于外壳9里，外壳9为圆筒形，中心处为贯通外壳9中心的一条长杆上中心轴杆20，组成上扶正器3的上固定盘11、推靠盘13、复位盘15、下固定盘19都是有相同外圆半径和相同中心孔的圆盘，它们的中心孔刚好由上中心轴杆20穿过，而外圆半径又刚好使它们在外壳9里自由滑动，上固定盘11和下固定盘19通过圆柱销10固定于上中心轴杆20上，在上固定盘11和推靠盘13之间的上中心轴杆20上套装有压缩弹簧12，同样在复位盘15和下固定盘19之间是复位弹簧16，上扶正臂17是一段长臂和一段短臂弯曲组成矩形截面杆，在短臂端向上制作有小尖，长臂端装有导轮18，在外壳9上开有纵向槽，在上扶正臂17的弯曲处有孔，通过横向装于外壳9上的轴销14将上扶正臂17的孔穿过而可转动地安装外壳9上，向里时可嵌入外壳9的槽内，而且刚好上扶正臂17的短臂端夹在推靠盘13和复位盘15之间，在本实施例中共有5只同样的扶正臂17以同样的方式接圆周均匀排布，如图5所示。当上中心轴杆20上移时，压缩弹簧12被松开，复位弹簧16推动复位盘15同时推动5只上扶正臂17的短臂端向上，则上扶正臂17的长臂部分就自然地收回至外壳9里了。下面参照图2和图4描述本实用新型的实施例中的测量短节6，外壳9在这里有一层隔断，其中安装有由滑线电阻22、滑动触头23、弹簧推杆25、弹簧24、弹簧盒座26、位移活塞28、测量臂29和测量固定盘30共同组成的位移--电信号转换机构，其中的除弹簧盒座26和测量固定盘30为一只外其余均为每种八只。在外壳9的隔断之上安装外直径为刚好放入外壳9之内的短圆柱体形的弹簧盒座26，弹簧盒座26的中心有下中心轴杆27刚好穿过的孔，在下中心轴杆27穿过孔的周围有8个孔，这8个孔沿圆周均匀排列，在靠近上端面时孔的直径变小，弹簧推杆25为下端有帽的细杆，弹簧推杆25的下端帽刚好滑动地容纳于前述弹簧盒座26的八个孔中，弹簧推杆25的上端安装滑动触头23，弹簧推杆25之外套装上弹簧24后从弹簧盒座26的8个孔的下端插入并且刚好使滑动触头23和弹簧推杆25的上端自孔的上端伸出，在弹簧盒座26的上端面按圆周均匀立式安装八只滑线电阻22，前述自弹簧盒座26的八个孔上端伸出滑动触头23刚好以一定压力接触在各自的滑线电阻22上，在前述外壳9的隔断中心制作有下中心轴杆27穿过的孔，在前述孔周围制作有按圆周均匀分布八个孔，每只孔中都插入一只细杆形的位移活塞28，每只位移活塞28都刚好伸入弹簧盒座26的容纳弹簧推杆25的孔中，并顶在每只弹簧推杆25的下端帽上，八只形状和安装方式类似前述上扶正臂17的测量臂29安装在前述外壳9隔断之下的外壳9上，而这八只测量臂29的短臂端的上尖分别顶在位移活塞28的下端面上，测量臂29的短臂端的下尖由通过圆柱销10固定于下中心轴杆27上的测量固定盘30托住。下面参照图6详述本实用新型的小直径八臂井径测井井下仪的电机传动短节4中的电机传动机构，电机传动短节4在上扶正器3之下，在测量短节6和下扶正器7之上，因此需双向传动，向下传动时，电机32的轴正好向下与滚珠丝杠33连接，再通过滚珠外套34由圆柱销10与下中心轴杆27连接，向上传动是通过长圆销35、拉力筒套31完成的，拉力筒套35为一只底在上的桶。它自上而下地插入在电机座36和外壳9的缝隙之间，并与二者为滑动配合，通过缧母37将上中心轴杆20的下端与拉力筒套31的上底中央连接在一起，长圆销35横向穿过滚珠外套34，而长圆销35的两端刚好插入拉力筒套31下端部开好的相对的孔中，而长圆销35的长度控制在不影响拉力筒套31上下运动的范围内，从而当电机32带动下中心轴杆27上下运行时，则上中心轴杆20就在拉力筒套31和长圆销35的带动下作同步上下运行。
权利要求1．一种小直径八臂井径测井井下仪，由自上而下排列的安装在分成各自短节又互相固定连接在一起的圆筒形外壳9里的马龙头1、磁定位器2、上扶正器3、电机传动短节4、电子线路短节5、测量短节6、下扶正器7、尾部挂套8共同组成，电机传动短节4里的电动机32通过传动机构拖动使上扶正器17收放的上中心轴杆20和使下扶正臂17及测量臂29收放的下中心轴杆27，其特征在于前述上扶正器3和下扶正器7结构相同，上扶正器3由自上而下地顺序套装于上中心轴杆20的上固定盘11、压缩弹簧12、推靠盘13、复位盘15、复位弹簧16、下固定盘19以及三至八只在同水平圆周上竖向排布的弯曲成一段短臂和一段长臂的杆形的扶正臂17组成，通过扶正臂17弯曲处的轴孔由轴销14可转动地将扶正臂17安装于外壳9的刚好容纳扶正臂17的缝隙内，并使短臂端被夹于推靠盘13和复位盘15之间，上扶正器3的前述四种盘11、13、15、19与外壳9内壁之间为可滑动配合，上固定盘11和下固定盘19固定于上中心轴杆20上；测量短节6由八套以下中心轴杆27为中心在同一圆周平面上均匀并列排布的位移--电信号转换机构以及各一只的弹簧盒座26和测量固定盘30共同组成，前述位移--电信号转换机构由滑线电阻22、滑动触头23、弹簧推杆25、弹簧24、位移活塞28、测量臂29组成，弹簧盒座26为一段充满外壳9内腔的短圆柱体，中心有下中心轴杆27从中穿过的孔，在前述孔周围还竖直地有八只沿同一圆周均匀排布的通孔，在靠近弹簧盒座26上端时变小，在弹簧盒座26的上端面按圆周立式均匀安装八只滑线电阻22，八只上端固定有滑动触头23下端有刚好在前述弹簧盒座26的通孔内自由滑动的端帽的弹簧推杆25套上弹簧24后自下而上地插入前述弹簧盒座26的通孔内，使得滑动触头23自前述通孔上端伸出并以一定压力在滑线电阻22上的自由滑动，紧贴弹簧盒座26的下端面的外壳9隔断上开有八只孔，八只细杆形的位移活塞28从中穿过，其上端分别顶在八只弹簧推杆25的下端帽上，与扶正臂17类似结构和安装方式的八只测量臂29的短臂端的上尖顶在八只位移活塞28的下端面，测量臂29的短臂端的下尖由固定于下中心轴杆27上的可在外壳9内滑动的测量固定盘30托住；前述电机传动机构通过滚珠外套34、长圆销35、拉力筒套31拖动上中心轴杆20，底朝上的桶式的拉力筒套31罩于电机座36之外并可自由地在外壳9内壁和这一段电机座36之间滑动，横向穿过滚珠外套34的长圆销35两端分别插入拉力筒套31的靠下端的两只相对孔中而又不致于影响拉力筒套31在外壳9内滑动，上中心轴杆20的下端固定连接在拉力筒套31上底的中央。
专利摘要本实用新型推出一种小直径八臂井径测井井下仪,由马龙头、磁定位器、电机传动短节、电子线路短节、测量短节、下扶正器、尾部挂套共同组成,扶正器中的上固定盘固定连接于中心轴杆上而使压缩弹簧相对轴杆固定,而增加扶正臂的扶正推力,将滑线电阻和滑动触头分离安装,滑动触头集中通过弹簧推杆安装于弹盒座里,通过拉力筒套使电机拖动上中心轴杆,从而节省井下仪的空间,使本实用新型的井下仪的外径可缩小至50毫米,可完成对变形较严重的套管井的测量和在过油管井中运作,可广泛应用于油田生产中。
文档编号E21B47/08GK2305485SQ9723974
公开日1999年1月27日 申请日期1997年6月28日 优先权日1997年6月28日
发明者贾志华 申请人:刘俊卿