专利名称：一种用于石油测斜仪器的光纤陀螺敏感环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种光纤陀螺敏感环，更特别地说，是指一种用于石油测斜仪器中的光纤陀螺敏感环装置。
背景技术：
测斜仪是油井井眼轨迹的主要測量工具，传统测斜仪多采用机械陀螺和加速度计采集相对惯性空间的信息。随着技术的进步，光纤陀螺在石油测斜领域的应用日益广泛。在石油测斜领域应用的光纤陀螺仪，其特殊性在于:(I)尺寸限制:测斜仪通常为筒形结构，对光纤陀螺的外径和高度有严格的限制，光纤陀螺的设计和布局必须适应测斜仪的轴向/径向尺寸比极大的特点。(2)复杂的强磁场应用环境:光纤陀螺应用于井下作业环境必须具备可靠的防磁措施。在油井测斜领域使用中的光纤陀螺仪，必须考虑上述行业应用的特殊性。石油测斜仪用光纤陀螺的敏感环结构设计应兼顾光纤陀螺的技术要求和测斜仪的特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于石油测斜仪的光纤陀螺敏感环装置。所述装置适应石油测斜仪应用的要求，结构简单、装配方便，具有磁屏蔽能力和一定的密封性，在批量生产时有利于实现性能的一致性。本发明的一种用于石油测斜仪器的光纤陀螺敏感环装置，包括有光纤线圈(2)、磁屏蔽外壳(I)、光纤环骨架(3)和光纤导引件(4)；磁屏蔽外壳(I)由盒体(11)和顶盖(12)两部分组成；盒体(11)的盒体底面板(13)上设有第一凸台通孔(131)、第二凸台通孔(132)、第三凸台通孔(133)、螺钉通孔(134)和圆形通孔(135);第一凸台通孔(131)用于光纤环骨架(3)上的第一凸台(33A)穿过；第二凸台通孔(132)用于光纤环骨架(3)上的第二凸台(33B)穿过；第三凸台通孔(133)用于光纤环骨架(3)上的第三凸台(33C)穿过；螺钉通孔(134)用于底部螺钉(5)穿过；顶盖(12)的盖体上面板(17)的外缘上设有盖体外凸缘(18),盖体外凸缘(18)与盖体上面板(17)的结构组合为光纤线圈(2)的入纤(21)和尾纤(22)提供了固定挡板和盘纤操作平面；顶盖(12)的下方设有下凸面板(17A)、定位面板(17B);在下凸面板(17A)的区域里设有矩形通孔(121)、螺钉通孔(122)、圆形通孔(123)、矩形腔(124);矩形通孔(121)用于光纤导引件(4)中压盖(42)的压头(422)穿过，且使光纤导引件(4)中压盖(42)的挡板(421)置于矩形腔(124)中；螺钉通孔(122)用于顶部螺钉(6)穿过；光纤环骨架(3)上设有上端面板(32)、下端面板(31)和纤环体(39);纤环体(39)位于上端面板(32)与下端面板(31)之间；上端面板(32)上设有矩形开口腔(321)、低平台(322)、第一导引槽(35)、第二导引槽(35A)、第一上翼缘(36)、第二上翼缘(36A);矩形开ロ腔(321)中安装有光纤导引件(4)的底座(41);第一导引槽(35)和第一上翼缘(36)用于光纤线圈(2)的光纤入纤(21)进行方向引导；第二导引槽(35A)和第二上翼缘(36A)用于光纤线圈(2)的光纤尾纤(22)进行方向引导；低平台(322)与顶盖(12)底部的间隙配合，实现光纤线圈(2)缠绕的定位。下端面板(31)上设有第一凸台(33A)、第二凸台(33B)、第三凸台(33C)、螺纹孔(37)、导引孔(38);第一凸台(33A)的中心设有第一固定孔(34A);第ニ凸台(33B)的中心设有第二固定孔(34B);第三凸台(33C)的中心设有第三固定孔(34C);螺纹孔(37)中放置螺钉实现将光纤环骨架(3)下端与盒体(11)底部的固定安装；导引孔
(38)用于线缆通过，该线缆也通过盒体(11)底部的圆形通孔(135)。光纤导引件(4)由底座(41)和压盖(42)两部分组成；底座(41)和压盖(42)装配后一端形成有导引槽区域(43)，另一端形成有灌胶ロ(44);底座(41)的上部为倾斜面板(411)，该倾斜面板(411)置于压盖(42)下部的倾斜腔(423)中；压盖(42)上设有挡板(421)、压头(422)、倾斜腔(423);挡板(421)置于顶盖(12)的矩形腔(124)中；压头(422)穿过顶盖(12)的矩形通孔(121);倾斜腔(423)用于放置底座(41的倾斜端；压盖(42)与底座(41)装配后预留有一用于灌胶封装光纤线圈(2)的灌胶通道；光纤线圈(2)的一端称为入纤(21),光纤线圈(2)的另一端称为尾纤(22),光纤线圈(2)缠绕在光纤环骨架(3)的纤环体(39)上。本发明光纤陀螺敏感环装置的优点在于:①本发明磁屏蔽外壳采用坡莫合金加工，具有抗磁扰。磁屏蔽外壳的盒体和顶盖形成密封的圆筒形结构，其体积尺寸小，且装配方便。②本发明通过在磁屏蔽外壳的顶盖上设置光纤导引件，并通过光纤导引件上的灌胶ロ进行注胶，使得安装在磁屏蔽外壳内的光纤线圈和光纤环骨架的封装更为方便及简単，不但提高了光纤陀螺敏感环的封装精度，而且密封性更好。③本发明通过在光纤环骨架的上端面板加工対称的导引槽结构，能够保证敏感环批量生产时的性能一致性。④本发明通过在光纤环骨架上缠绕有光纤线圈，构成了敏感环的装配基础；磁屏蔽外壳通过螺钉固定到骨架上；光纤导引件安装在环骨架和磁屏蔽外壳之间，提供了尾纤的导引槽空间，该导引槽和加工在光纤环骨架上端面的导引槽结构一起，提供了ー个固定曲率且光滑过渡的尾纤导引通道，有利于保持光纤敏感环的性能一致性，同时也有利于批
量生产。
图1是本发明光纤陀螺敏感环装置的外部结构图。图1A是本发明光纤陀螺敏感环装置另ー视角的外部结构图。图1B是本发明光纤陀螺敏感环装置的分解图。图2是本发明磁屏蔽外壳的顶盖的结构图。图2A是本发明磁屏蔽外壳的盒体的结构图。图3是本发明光纤骨架的结构图。图4是本发明光纤导引件的结构图。图4A是本发明光纤导引件另ー视角的结构图。图4B是本发明光纤导引件的分解图。
权利要求
1.一种用于石油测斜仪器的光纤陀螺敏感环装置，包括有光纤线圈，其特征在于:还包括有磁屏蔽外壳(I)、光纤环骨架(3)和光纤导引件(4)； 磁屏蔽外壳(I)由盒体(11)和顶盖(12)两部分组成；盒体(11)的盒体底面板(13)上设有第一凸台通孔(131)、第二凸台通孔(132)、第三凸台通孔(133)、螺钉通孔(134)和圆形通孔(135);第一凸台通孔(131)用于光纤环骨架(3)上的第一凸台(33A)穿过；第二凸台通孔(132)用于光纤环骨架(3)上的第二凸台(33B)穿过；第三凸台通孔(133)用于光纤环骨架(3)上的第三凸台(33C)穿过；螺钉通孔(134)用于底部螺钉(5)穿过；顶盖(12)的盖体上面板(17)的外缘上设有盖体外凸缘(18),盖体外凸缘(18)与盖体上面板(17)的结构组合为光纤线圈(2)的入纤(21)和尾纤(22)提供了固定挡板和盘纤操作平面；顶盖(12)的下方设有下凸面板(17A)、定位面板(17B);在下凸面板(17A)的区域里设有矩形通孔(121)、螺钉通孔(122)、圆形通孔(123)、矩形腔(124);矩形通孔(121)用于光纤导引件(4)中压盖(42)的压头(422)穿过，且使光纤导引件(4)中压盖(42)的挡板(421)置于矩形腔(124)中；螺钉通孔(122)用于顶部螺钉(6)穿过； 光纤环骨架(3)上设有上端面板(32)、下端面板(31)和纤环体(39);纤环体(39)位于上端面板(32)与下端面板(31)之间；上端面板(32)上设有矩形开口腔(321)、低平台(322)、第一导引槽(35)、第二导引槽(35A)、第一上翼缘(36)、第二上翼缘(36A);矩形开ロ腔(321)中安装有光纤导引件(4)的底座(41);第一导引槽(35)和第一上翼缘(36)用于光纤线圈(2)的光纤入纤(21)进行方向引导；第二导引槽(35A)和第二上翼缘(36A)用于光纤线圈(2)的光纤尾纤(22)进行方向引导；低平台(322)与顶盖(12)底部的间隙配合，实现光纤线圈(2)缠绕的定位。下端面板(31)上设有第一凸台(33A)、第二凸台(33B)、第三凸台(33C)、螺纹孔(37)、导引孔(38);第一凸台(33A)的中心设有第一固定孔(34A);第ニ凸台(33B)的中心设有第二固定孔(34B);第三凸台(33C)的中心设有第三固定孔(34C);螺纹孔(37)中放置螺钉实现将光纤环骨架(3)下端与盒体(11)底部的固定安装；导引孔(38)用于线缆通过，该线缆也通过盒体(11)底部的圆形通孔(135)。
光纤导引件(4)由底座(41)和压盖(42)两部分组成；底座(41)和压盖(42)装配后一端形成有导引槽区域(43)，另一端形成有灌胶ロ(44);底座(41)的上部为倾斜面板(411)，该倾斜面板(411)置于压盖(42)下部的倾斜腔(423)中；压盖(42)上设有挡板(421)、压头(422)、倾斜腔(423);挡板(421)置于顶盖(12)的矩形腔(124)中；压头(422)穿过顶盖(12)的矩形通孔(121);倾斜腔(423)用于放置底座(41的倾斜端；压盖(42)与底座(41)装配后预留有一用于灌胶封装光纤线圈(2)的灌胶通道； 光纤线圈(2)的一端称为入纤(21)，光纤线圈(2)的另一端称为尾纤(22)，光纤线圈(2)缠绕在光纤环骨架(3)的纤环体(39)上。
2.根据权利要求1所述的用于石油测斜仪器的光纤陀螺敏感环装置，其特征在于:磁屏蔽外壳(I)采用坡莫合金材料加工。
3.根据权利要求1所述的用于石油测斜仪器的光纤陀螺敏感环装置，其特征在于:光纤环骨架(3)的纤环体(39)为中空结构。
4.根据权利要求1所述的用于石油测斜仪器的光纤陀螺敏感环装置，其特征在于:光纤环骨架(3)和下端面板(31)上设有的三个凸台及凸台上的固定孔，提供了所述敏感环装置的固定和安装基准。
5.根据权利要求1所述的用于石油测斜仪器的光纤陀螺敏感环装置，其特征在于:光纤导引件(4)通过底座(41)和压盖(42)配合后形成ー个曲率圆滑过渡的灌胶通道，以及端部的导引槽区域(43)，提供了光纤线圈引出敏感环封装的光滑过渡通径。
6.根据权利要求5所述的用于石油测斜仪器的光纤陀螺敏感环装置，其特征在于:通过所述灌胶通道进行灌 胶保证了光纤线圈的密封性能。
全文摘要
本发明公开了一种用于石油测斜仪器的光纤陀螺敏感环装置，所述装置包括了封闭的磁屏蔽外壳、光纤导引件、光纤线圈和光纤环骨架。光纤线圈的一端为入纤，另一端为尾纤，光纤线圈缠绕在光纤环骨架上。磁屏蔽外壳包括盒体与顶盖两部分，其中的顶盖上端面外沿突起、形成尾纤固定挡板和盘纤面；光纤环骨架上端面板加工有对称的导引槽结构，可保证敏感环批量生产时的性能一致性；光纤导引件保证了尾纤从光纤环骨架内部穿出时的圆滑过渡并且有利于敏感环装置的密封。本发明设计的光纤陀螺敏感环装置能够应用于石油测斜仪，且具有尺寸小、精度高、抗磁扰，密封性能好的特点。
文档编号G01C9/00GK103115621SQ20131001848
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者章博, 李立京, 高爽, 林铁, 张春熹, 许文渊 申请人:北京航空航天大学