专利名称：测井仪器强磁记忆传感器支架的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种管道检测技术，特别是关于一种油井套管损伤强磁记忆检测 装置的重要组成部分，具体是关于一种测井仪器强磁记忆传感器支架。
背景技术：
金属磁记忆检测方法是一种新型的无损检测技术，通过检测金属材料本身漏磁场 强度，判断金属材料应力集中程度，以此来评判金属材料的损伤等级，由于该方法检测工件 不需要外加磁场，而得以广泛应用。目前，金属磁记忆检测技术应用于油田套管损伤检测方面还只是刚刚起步，根据 磁记忆法检测工件损伤时，传感器需贴近工件表面的特点，套管损伤检测所采用安装强磁 记忆传感器的方法有两种第一种安装方法是，利用推靠器将传感器贴近套管内表面，并将传感器固定在推 靠器的测量臂上，当仪器下方到目的测井段后，通过控制推靠器推靠电机的旋转，来控制测 量臂的张开角度，从而控制传感器与井壁的接触程度，该方法的缺点是操作复杂，周向占用 空间大，布置的传感器的个数少，检测分辨率低，精度低；第二种安装方法是，利用整体的无磁的弓形弹簧片作为传感器支架，在弓形弹簧 片的背面安装有强磁记忆传感器，将弓形弹簧均布在一个中心轴上，组成灯笼状，可以通过 调节弹簧片的张开角度，实现传感器与套管内表面的接触，该方法中，弓形弹簧片必须是无 磁的，有磁弹簧片由于自身容易被磁化，带有磁性，而且磁场强度较高，但是磁记忆信号很 微弱，会产生屏蔽，使测量结果无法准确的反应出套管的损伤情况，但无磁弹簧片价格昂 贵，接触面易磨损。
发明内容
本发明的目的是，提供一种测井仪器强磁记忆传感器支架，其可克服现有推靠器 式和弓形弹簧片传感器支架存在的缺点，而具有耐磨性能好，操作方便快捷的优点。本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现一种测井仪器强磁记忆传感器支架，所述传感器支架包括上接头，中心轴，调整组 件和多个弹性测量臂；上接头的轴向上具有中心孔，上接头的上端连接测井仪器，下端连接 着中心轴的上端；中心轴的下端连接着调整组件；多个弹性测量臂均勻地围设在中心轴的 外周，每个弹性测量臂均包括传感器壳体，上弹簧片和下弹簧片，传感器壳体为无磁的传感 器壳体，上弹簧片的上端连接上接头的下端，上弹簧片的下端连接传感器壳体的上端，下弹 簧片的上端连接传感器壳体的下端，下弹簧片的下端连接调整组件的上端，多个弹性测量 臂通过调整组件而能调节其张开半径。在优选的实施方式中，每个所述传感器壳体包括主壳体，主壳体的上、下端分别开 设有扁口槽，上、下弹簧片分别插设在扁口槽内，主壳体的后部设有后端盖，后端盖为无磁 金属片制成，后端盖上横向设置有圆孔，主壳体与后端盖之间具有传感器容置槽。
在优选的实施方式中，所述传感器容置槽的两端放置永磁体，上接头的中部设有 扳手槽。在优选的实施方式中，所述主壳体的外表面设有耐磨垫，传感器空置槽内固化有 耐高温胶。在优选的实施方式中，所述上、下弹簧片均为有磁弹簧钢片制成，上、下弹簧片远 离传感器壳体的一端均呈弯角设置，靠近传感器壳体的一端均具有弹片连接孔，在上、下弹 簧片插入扁口槽的状态下，主壳体对应弹片连接孔的位置开设有壳体连接孔，铆钉穿过弹 片连接孔和壳体连接孔，将上、下弹簧片分别与主壳体固定连接。在优选的实施方式中，所述上接头的下端的外表面在轴向上设有多个安装凹槽， 安装凹槽的数量与弹性测量臂的数量相等，所述上弹簧片的上端分别对应地插设在安装凹 槽内，每个安装凹槽的根部沿径向设有与中心孔相连通的穿孔；上接头与上弹簧片的连接 处的外部套设有保护套，保护套固定设置在上接头的下端。在优选的实施方式中，所述中心轴的外部的上方套设有紧箍弹簧，紧箍弹簧位于 弹性测量臂的内侧，传感器的导线从所述后端盖的圆孔穿出，并从紧箍弹簧的下端穿入，贴 靠着中心轴而依次穿设于上接头的穿孔和中心孔，接着与测井仪器连接。在优选的实施方式中，所述调整组件包括固定滑块组件和推拉件，固定滑块组件 套设在中心轴的外部，下弹簧片的下端分别插设于固定滑块组件的上端，固定滑块组件通 过推拉件能沿着中心轴上下滑动，而调节弹性测量臂的张开半径。在优选的实施方式中，所述固定滑块组件包括固定滑块和滑块保护套，滑块保护 套装设在固定滑块的外部，固定滑块具有圆柱主体，圆柱主体的上端连接有结合体，结合体 的横截面大于圆柱主体的横截面，结合体上均勻设置有多个扁口，圆柱主体的外表面在轴 向设有分别与扁口相连通的结合凹槽，下弹簧片的下端从扁口内插入而位于结合凹槽内。在优选的实施方式中，所述推拉件包括调整螺杆，调整弹簧和锁母，调整螺杆连接 在中心轴的下端，锁母螺纹连接在调整螺杆的下部，调整弹簧套设在调整螺杆的外部，并顶 抵于固定滑块组件与锁母之间。本发明的传感器安装支架的特点和优点是1、其上、下弹簧片分体设置，二者分别连接在传感器壳体的上、下两端，调整组件 可推拉下弹簧片，由于上、下弹簧片的弹性作用，使得传感器壳体靠近或远离中心轴，以调 节弹性测量臂的张开半径，如此操作方便快捷。而且，在中心轴的外部围设的多个弹性测量 臂采用了灯笼式扶正器结构布局，如此可增加传感器在井筒内的覆盖面积，提高了检测精度。2、其传感器壳体为无磁的传感器壳体，并可采用普通的弹簧片来为传感器壳体提 供足够的支撑力，如此降低了传感器支架的制造成本，使其耐磨性能好。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
图1是本发明实施例的测井仪器强磁记忆传感器支架的结构示意图；图2为本发明实施例的测井仪器强磁记忆传感器支架的剖视示意图；图3为本发明实施例的弹性测量臂的结构示意图；图4为本发明实施例的传感器壳体的剖视示意图；图5为本发明实施例的固定滑块结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，本文中所述的“上、下”的位置关系是针对图2而言。参见图1至图3所示，本发明实施例提出的测井仪器强磁记忆传感器支架，其包括 上接头1，中心轴2，调整组件3和多个弹性测量臂4。上接头1的轴向上具有中心孔11，上 接头1的上端连接测井仪器，下端连接中心轴2的上端，中心轴2的下端连接调整组件3。 多个弹性测量臂4均勻地围设在中心轴2的外周，每个弹性测量臂4均包括传感器壳体41， 上弹簧片42和下弹簧片43，传感器壳体41为无磁的传感器壳体，上弹簧片42的上端连接 上接头1的下端，上弹簧片42的下端连接传感器壳体41的上端，下弹簧片43的上端连接 传感器壳体41的下端，下弹簧片43的下端连接调整组件3的上端，多个弹性测量臂4通过 调整组件3而能调节其张开半径。当测井时，根据套管直径的大小，可通过调整组件3来控制弹性测量臂4的张开半 径，以保证传感器壳体41及其内的传感器始终紧贴着套管内壁，从而使测井仪器能准确地 检测套管的损伤情况。本发明实施例中，上、下弹簧片42、43分体设置，二者分别连接在传感器壳体的 上、下两端，调整组件3可推拉下弹簧片43，由于上、下弹簧片42、43的弹性作用，使得传感 器壳体41靠近或远离中心轴2，以调节弹性测量臂4的张开半径，如此操作方便快捷。而 且，在中心轴2的外部围设的多个弹性测量臂4采用了灯笼式扶正器结构布局，如此可增加 传感器在井筒内的覆盖面积，提高了检测精度。此外，本发明实施例的传感器壳体41为无磁的传感器壳体，即传感器壳体41采用 无磁材料加工而成，并可采用普通的弹簧片作为传感器壳体41的支撑结构，从而降低了传 感器支架的制造成本，使其耐磨性能好。传感器壳体41用来封装传感器，以保护传感器免 受外界压力和液体的损坏。其中，上接头1的上端具有与测井仪器后面短节相配的内螺纹，使上接头1与测井 仪器螺纹连接。上接头1的下端也可与中心轴2螺纹连接，之后在上接头1与中心轴2之 间销入销钉13，以防止二者之间螺纹松动。上、下弹簧片42、43均可为弓形弹簧片。配合图4所示，根据本发明的一个实施方式，每个传感器壳体41包括主壳体411， 主壳体411的上、下端分别开设有扁口槽412，上、下弹簧片42、43分别插设在扁口槽412 内，通过铆钉固定，主壳体411的后部设有后端盖413，后端盖413为无磁金属片制成，后端 盖413 —端有圆孔414，主壳体411与后端盖413之间具有传感器容置槽415。传感器装设在传感器容置槽415内，传感器的导线则从圆孔414中穿出。其中，后端盖413可呈以中间 凸起的长方形。进一步而言，传感器容置槽415的两端可放置永磁体，在此处则是在传感器空置 槽415的两端分别设置有圆型沉孔，用于放置永磁体，永磁体为圆柱体形，永磁体可用于补 偿套管本身的磁场。上接头1的中部可具有扳手槽12，其用于放置月牙扳手，以方便检测仪 器的安装和拆卸。主壳体41的外表面(即主壳体与井筒内壁接触的面)附有耐磨垫416，耐磨垫416 具体可为耐高温耐磨胶，以增加传感器壳体41的耐磨性，提高弹性测量臂4的寿命。传感 器空置槽415内固化有耐高温胶，传感器利用耐高温胶固化在容置槽内，以防止传感器被 井下液体浸没和压坏。其中，后端盖413可通过耐高温胶将其粘贴在主壳体411的背面。配合图3所示，根据本发明的一个实施方式，上、下弹簧片42、43均为有磁弹簧钢 片制成，上、下弹簧片42、43远离传感器壳体41的一端折弯，靠近传感器壳体41的一端均 具有弹片连接孔(图中未示)，在上、下弹簧片42、43插入扁口槽412的状态下，主壳体411 对应弹片连接孔的位置开设有壳体连接孔，铆钉417对应穿过弹片连接孔和壳体连接孔， 将上、下弹簧片42、43分别与主壳体411固定连接起来。其中，上、下弹簧片42、43可为普通的耐腐蚀的有磁弹簧钢片加工而成，有磁弹簧 钢片的费用相较于无磁弹簧钢片的低得多，从而可有效地降低其制造成本。弹簧片与主壳 体411之间通过铆钉连接。根据本发明的一个实施方式，上接头1的下端的外表面在轴向上设有多个安装凹 槽，安装凹槽的数量与弹性测量臂的数量相等，例如为十八个，每个安装凹槽的宽度和深度 可相等。上弹簧片42的上端分别对应地插设在安装凹槽内，每个安装凹槽的根部沿径向设 有与中心孔11相连通的穿孔，传感器导线可从穿孔中穿设进入中心孔11内。上接头1与 上弹簧片42的连接处的外部套设有保护套5，保护套5固定设置在上接头1的下端，例如， 保护套5与上接头1之间可通过顶丝51 (此处具有四个均勻分布的顶丝)进行固定连接， 以防止保护套5滑脱。进一步而言，保护套5可为圆柱体，在上弹簧片42插入安装凹槽时，保护套5配合 地套设在上接头1的下端位置，同时套在上弹簧片42的上端的外部，如此可防止上弹簧片 42散开，使得上弹簧片42可稳固地设置在安装凹槽内。此外，上弹簧片42上端的弯角设 置，可使上弹簧片42的上端顶抵在上接头1与保护套5之间，进而使上弹簧片42的安装稳 固。中心轴2的外部的上方套设有紧箍弹簧6，紧箍弹簧6位于弹性测量臂4的内侧， 传感器的导线从后端盖413的圆孔穿出，并从紧箍弹簧6的下端穿入，贴靠着中心轴2而依 次穿设于上接头1的穿孔和中心孔11，接着与测井仪器连接。由于紧箍弹簧6具有伸缩特 性，当弹性测量臂4的张开半径增大时，传感器导线在弹性测量臂4的拉力作用下，对紧箍 弹簧6有个向上的推力，紧箍弹簧6会收缩；当弹性测量臂4的张开半径减小时，传感器导 线对紧箍弹簧6向上的推力减小，紧箍弹簧6会伸长，这样可以防止传感器导线没有约束而 自由扰动，会漏到弹性测量臂4的缝隙中，进而避免传感器导线在测井被划断，而产生测井 事故。根据本发明的一个实施方式，调整组件3包括固定滑块组件31和推拉件32，固定滑块组件31套设在中心轴2的外部，下弹簧片43的下端分别插设于固定滑块组件31的上 端，固定滑块组件31通过推拉件32能沿着中心轴2上下滑动，固定滑块组件31的滑动带 动下弹簧片43上下滑动，从而调节弹性测量臂4的张开半径。进一步而言，配合图5所示，固定滑块组件31包括固定滑块311和滑块保护套 312，滑块保护套312装设在固定滑块311的外部，固定滑块311具有圆柱主体312，圆柱主 体312的上端连接有结合体313，结合体313的横截面大于圆柱主体312的横截面，结合体 313上均勻设置有多个扁口 314(例如十八个扁口)，圆柱主体312的外表面在轴向设有分 别与扁口 314相连通的结合凹槽315，下弹簧片43的下端从扁口 314内插入而位于结合凹 槽315内。下弹簧片43位于结合凹槽315内，可避免弹性测量臂4左右摆动；滑块保护套 312可防止弹性测量臂4变形时端头翘起。其中，滑块保护套312的纵截面可呈凹字型，其套设在固定滑块311外，调整弹簧 322顶在滑块保护套的底面上，防止其滑脱。更进一步而言，推拉件32包括调整螺杆321，调整弹簧322和锁母323，调整螺杆 321连接在中心轴2的下端，锁母323螺纹连接在调整螺杆321的下部，调整弹簧322套设 在调整螺杆321的外部，并顶抵于固定滑块组件31与锁母323之间。当需要调整弹性测量 臂4时，可旋转锁母323，使之在调整螺杆321上轴向运动，从而通过调整弹簧322带动固定 滑块组件31上下滑块，以此使得弹性测量臂4的张开角度得到调节。其中，调整螺杆321的两端可为细牙三角螺纹，中间为梯形螺纹，调整螺杆321上 端的螺纹拧在中心轴2下端的螺纹孔内，可以使调整螺杆321与中心轴2螺合，调整螺杆 321与中心轴2之间还可通过销钉7进行固定，以防止二者之间的螺纹脱扣。当测井时，套 管半径发生变化时，调整弹簧322可以起到缓冲作用，保证弹性测量臂4始终紧贴套管内 壁。锁母323可为六角锁母，套在调整螺杆321上，通过调节锁母323，依靠调整弹簧322与 弹性测量臂4弹力的作用，可以调节弹性测量臂4的张开半径，来适应不同套管的直径。可 在调整螺杆321外安装两个锁母323，如此是为了在将弹性测量臂4的张开半径调整好后， 可将两个锁母323互拧而锁死，防止松动。以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以 对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
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权利要求
1.一种测井仪器强磁记忆传感器支架，其特征在于，所述传感器支架包括上接头，中 心轴，调整组件和多个弹性测量臂；上接头的轴向上具有中心孔，上接头的上端连接测井仪 器，下端连接着中心轴的上端；中心轴的下端连接着调整组件；多个弹性测量臂均勻地围 设在中心轴的外周，每个弹性测量臂均包括传感器壳体，上弹簧片和下弹簧片，传感器壳体 为无磁的传感器壳体，上弹簧片的上端连接上接头的下端，上弹簧片的下端连接传感器壳 体的上端，下弹簧片的上端连接传感器壳体的下端，下弹簧片的下端连接调整组件的上端， 多个弹性测量臂通过调整组件而能调节其张开半径。
2.根据权利要求1所述的测井仪器强磁记忆传感器支架，其特征在于，每个所述传感 器壳体包括主壳体，主壳体的上、下端分别开设有扁口槽，上、下弹簧片分别插在扁口槽内， 通过铆钉固定，主壳体的后部设有后端盖，后端盖为无磁金属片制成，后端盖一端有一圆 孔，主壳体与后端盖之间具有传感器容置槽。
3.根据权利要求2所述的测井仪器强磁记忆传感器支架，其特征在于，所述传感器容 置槽的两端有圆型沉孔，用以放置永磁体，上接头的中部设有扳手槽。
4.根据权利要求3所述的测井仪器强磁记忆传感器支架，其特征在于，所述主壳体的 外表面设有耐磨垫，传感器利用耐高温胶固化在容置槽内。
5.根据权利要求2所述的测井仪器强磁记忆传感器支架，其特征在于，所述上、下弹簧 片均为有磁弹簧钢片制成，上、下弹簧片远离传感器壳体的一端均折弯，靠近传感器壳体的 一端均具有弹片连接孔，在上、下弹簧片插入扁口槽的状态下，主壳体对应弹片连接孔的位 置开设有壳体连接孔，铆钉对应穿过弹片连接孔和壳体连接孔，将上、下弹簧片分别与主壳 体固定连接。
6.根据权利要求2所述的测井仪器强磁记忆传感器支架，其特征在于，所述上接头的 下端的外表面在轴向上设有多个安装凹槽，安装凹槽的数量与弹性测量臂的数量相等，所 述上弹簧片的上端分别对应地插设在安装凹槽内，每个安装凹槽的根部沿径向设有与中心 孔相连通的穿孔；上接头与上弹簧片的连接处的外部套有保护套，保护套固定设置在上接 头的下端。
7.根据权利要求6所述的测井仪器强磁记忆传感器支架，其特征在于，所述中心轴的 外部的上方套设有紧箍弹簧，紧箍弹簧位于弹性测量臂的内侧，传感器的导线从所述后端 盖的圆孔穿出，并从紧箍弹簧的下端穿入，贴靠着中心轴而依次穿设于上接头的穿孔和中 心孔，接着与测井仪器连接。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的测井仪器强磁记忆传感器支架，其特征在于，所 述调整组件包括固定滑块组件和推拉件，固定滑块组件套设在中心轴的外部，下弹簧片的 下端分别插设于固定滑块组件的上端，固定滑块组件通过推拉件能沿着中心轴上下滑动， 而调节弹性测量臂的张开半径。
9.根据权利要求8所述的测井仪器强磁记忆传感器支架，其特征在于，所述固定滑块 组件包括固定滑块和滑块保护套，滑块保护套装设在固定滑块的外部，固定滑块具有圆柱 主体，圆柱主体的上端连接有结合体，结合体的横截面大于圆柱主体的横截面，结合体上均 勻设置有多个扁口，圆柱主体的外表面在轴向设有分别与扁口相连通的结合凹槽，下弹簧 片的下端从扁口内插入而位于结合凹槽内。
10.根据权利要求9所述的测井仪器强磁记忆传感器支架，其特征在于，所述推拉件包括调整螺杆，调整弹簧和锁母，调整螺杆连接在中心轴的下端，锁母螺纹连接在调整螺杆的 下部，调整弹簧套设在调整螺杆的外部，并顶抵于固定滑块组件与锁母之间。
全文摘要
本发明公开了一种测井仪器强磁记忆传感器支架，其包括上接头，中心轴，调整组件和多个弹性测量臂；上接头的轴向上具有中心孔，上接头的上端连接测井仪器，下端连接着中心轴的上端；中心轴的下端连接着调整组件；多个弹性测量臂均匀地围设在中心轴的外周，每个弹性测量臂均包括传感器壳体，上弹簧片和下弹簧片，传感器壳体为无磁的传感器壳体，上弹簧片的上端连接上接头的下端，上弹簧片的下端连接传感器壳体的上端，下弹簧片的上端连接传感器壳体的下端，下弹簧片的下端连接调整组件的上端，多个弹性测量臂通过调整组件而能调节其张开半径。本发明可克服现有推靠器式和弓形弹簧片传感器支架存在的缺点，而具有耐磨性能好，操作方便快捷的优点。
文档编号E21B47/01GK102094629SQ20101057047
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者孙秉才, 张光伟, 张来斌, 张静, 樊建春, 温东, 齐丽娟 申请人:中国石油大学(北京)