专利名称：一种可进行温度修正实验的定向传感器标定装置的制作方法
技术领域：
一种可进行温度修正实验的定向传感器标定装置技术领域:本实用新型涉及非常规井钻井施工测量仪器领域中的一种可进行温度修正实验的定向传感器标定装置。
背景技术：
:随着丛式结构井、绕障井、多分支水平井、连通井等非常规井钻井施工数量的不断增加，对定向探管测量精度的要求越来越高，定向探管的测量精度直接影响到井眼轨迹能否准确按设计轨迹施工，因此在施工前如何检验探管的测量精度，保证测量仪器在良好的工作状况下投入到使用当中成为一个必须解决的问题，目前解决这个问题的普遍做法是在定向探管使用前对其进行标定。定向探管一般由定向传感器和信号处理电路两部分组成，定向传感器主要由三轴加速度传感器、三轴磁通门传感器和基本电路组成，三个加速度传感器分别安装在仪器骨架的X、Y、Z轴坐标方向，同样3个磁通门传感器也分布在X、Y、Z轴坐标方向，其中X、Y、Z轴坐标方向的定义按规则为:Z轴为井眼中心线方向，X轴垂直于仪器参考面，Y轴与X、Z轴满足右手定则。随钻测斜仪的测量参数为重力工具面角(GTF)、磁性工具面角(MTF)、井斜角(INC)和方位角(AZ)。所以对定向探管的标定即为对定向传感器的标定。定向传感器的标定的主要目的是通过对定向传感器的偏差值、比例系数、安装偏差和温度系数的标定，使得定向传感器的测量值趋近于空间姿态的真实值。目前通常使用的定向传感器标定架主要是通过改变定向传感器的姿态，标定传感器的偏差值、比例系数和安装偏差，然后再将定向传感器放入高温箱进行温度实验。这样的做法会因标定架和高温箱所处位置不同，其外界环境因素也不同，对定向探管的参数标定会带来一些额外的误差来源。实用新型内容:`本实用新型的目的就是针对现有技术存在的问题，提供一种可以在进行定向传感器姿态标定的同时对定向传感器进行温度修正实验的可进行温度修正实验的定向传感器标定装置。一种可进行温度修正实验的定向传感器标定装置，包括定向传感器以及调整定向传感器斜度的斜度旋转机构、调整定向传感器方位的方位调整机构和调整定向传感器工具面的工具面调整机构。所述的方位调整机构是由底板和可调立柱配合组成；所述的斜度旋转机构包括固定在底板上的支撑板、连接在支撑板之间的转动轴、固定在转动轴上的转盘和支撑块，其中转盘上设有刻度盘，靠近转盘一侧的支撑板设有与转盘锁定配合的锁止机构；所述的工具面调整机构包括内、外管和上、下端盖封装后的筒体，在内管与外管之间环空内设有加热器，外管外部设有保温层，定向传感器稳固在内管内，分度盘的中轴穿过上端盖后与内管固连，分度盘设有刻度并与上端盖之间设有锁止机构；工具面调整机构固连在斜度旋转机构的支撑块上。上述方案还包括:所述工具面调整机构中的定向传感器上端通过悬挂头与分度盘中轴相连、下端通过扶正环与下堵头相连。支撑板与转盘的锁止机构和分度盘与上端盖的锁止机构基本通过销孔与销钉插接配合。设在内管与外管之间环空内加热器包括电加热器或循环介质加热器。所述循环介质加热器包括设在外筒上的油管出、入口和盘绕在内管外壁的导热油管。所述内、外管是由无磁金属材料制成，工具面调整机构的筒体通过保温筒固定板固定在斜度旋转机构上。本实用新型具有如下效果:本实用新型设计精巧，整体采用无磁材料，可以在进行定向传感器姿态标定的同时对定向传感器进行温度修正实验。通过改变保温筒体的姿态，进而改变保温筒内定向传感器的姿态。此外，本实用新型还具有:1)标定装置本体上的转盘进行等分，在等分点上打孔，转动的时候用固定销固定在标定装置本体上，用以精确控制斜度变化的角度；2)保温筒内油管采用特殊方法缠绕在内筒上，导热油进出口在保温筒的一端，既减少了热量的损失，又保证了保温筒转动的便利性；3)放置传感器的内筒可转动，其顶端使用分度盘和定位销，确保传感器工具面转动的精确性。
:图1为本实用新型的立体结构示意图；图2为图1侧面立体结构示意图； 图3为保温筒的截面不意图。图中:1、转盘2、支撑块a3、支撑块b4、支撑板a5、支撑板b6、支撑板c7、底板8、转动轴9、固定销10、螺母 11、立柱组件12、保温筒固定板a13、保温筒固定板b 14、下端盖15、保温层16、外管17、下堵头18、导热油管19、扶正环20、定向传感器21、悬挂头22、上端盖23、分度盘24、定位销25、油管入口26、油管出口27、内管具体实施方式
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以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1和图2所示，本实用新型包括:由可调平的底板、支撑架、转盘和保温筒固定装置以及保温筒体组成。在水平地面上打孔，将立柱组件11固定在地面上，通过调节螺母10来调整底板7的水平度。支撑板a4、支撑板b5、支撑板c6组成的支撑部分，负责连接底板与上部标定装置，要求结构稳固可靠。转盘1、转动轴8、固定销9、支撑块a2、支撑块b3组成的斜度旋转机构，将转盘I平分12等分对转盘I进行刻度，并在转盘I的外延对应12个刻度点打孔，通过将转盘I的孔与支撑架上的孔对准来进行倾斜度的改变，用固定销9固定斜度旋转机构。保温筒固定板al2和保温筒固定板bl3通过两根长的铜螺栓将保温筒固定在斜度旋转机构上。如图3所示，保温筒的结构由外至内主要由特定保温材料构成的保温层15、无磁金属材料制成的外管16、导热油管18、无磁金属材料制成的内管27组成,定向传感器20在内管27中以扶正环19保证传感器中轴线与保温筒的中轴线保持一致，定向传感器20下端连接下堵头17，下堵头17与保温筒下端盖14连接。定向传感器20上端通过悬挂头21与分度盘23连接，分度盘23与保温筒之间是保温筒的上端盖22，分度盘23与内管27通过销钉相连，使得分度盘23与内管27 —起转动，在分度盘23上打有标记，确保保温筒进行精确的相对转动，并通过定位销24进行固定，以精确改变保温筒内定向传感器的工具面。进行标定实验时，导热油经加热循环装置通过油管入口 25进入保温筒，油管出口26出保温筒，实现对保温筒内定向传感器的加热。当保温筒内定向传感器温度稳定后，通过将转盘I的孔与支撑架上的孔对准来进行标定架倾斜度的改变，用固定销9固定斜度旋转机构，以进行定向传感器斜度的改变。通过分度盘23的转动，确保保温筒进行精确的相对转动，并通过定位销24进行固定，以精确改变保温筒内定向传感器的工具面。通过不断改变保温筒内定向传感器的斜度、工具面、温度，然后对定向传感器的测量数据进行采集，通过计算机处理，同步实现定向传感器的系数标定及温度修正。由于定向传感器20的磁通门标定对铁磁物质特别敏感，所以上述实验装置整体使用无磁材料(例如铝合金)制成，而且通过支撑架将定向传感器标定装置提高到一定的高度，这样能够很好的避免外部铁磁物质影响，能够保证定向传感器的测量准确性。另外，本实用新型采用油浴循环装置对传感器进行温度修正实验，相较于电热丝加热有更好的稳定性而且对传感器本身无磁影响，并且将定向传感器的姿态标定与温度标定相结合，减少了操作步骤，提高了定向传感器的测量精度，节省了大量标定时间。综上所述，以上仅为本实用新型的较佳施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
权利要求1.一种可进行温度修正实验的定向传感器标定装置，包括定向传感器以及调整定向传感器斜度的斜度旋转机构、调整定向传感器方位的方位调整机构和调整定向传感器工具面的工具面调整机构，其特征是:所述的方位调整机构是由底板和可调立柱配合组成；所述的斜度旋转机构包括固定在底板上的支撑板、连接在支撑板之间的转动轴、固定在转动轴上的转盘和支撑块，其中转盘上设有刻度盘，靠近转盘一侧的支撑板设有与转盘锁定配合的锁止机构；所述的工具面调整机构包括内、外管和上、下端盖封装后的筒体，在内管与外管之间环空内设有加热器，外管外部设有保温层，定向传感器稳固在内管内，分度盘的中轴穿过上端盖后与内管固连，分度盘设有刻度并与上端盖之间设有锁止机构；工具面调整机构固连在斜度旋转机构的支撑块上。
2.根据权利要求1所述的可进行温度修正实验的定向传感器标定装置，其特征是:所述工具面调整机构中的定向传感器上端通过悬挂头与分度盘中轴相连、下端通过扶正环与下堵头相连。
3.根据权利要求1或2所述的可进行温度修正实验的定向传感器标定装置，其特征是:支撑板与转盘的锁止机构和分度盘与上端盖的锁止机构基本通过销孔与销钉插接配合。
4.根据权利要求3所述的可进行温度修正实验的定向传感器标定装置，其特征是:设在内管与外管之间环空内加热器包括电加热器或循环介质加热器。
5.根据权利要求4所述的可进行温度修正实验的定向传感器标定装置，其特征是:所述循环介质加热器包括设在外筒上的油管出、入口和盘绕在内管外壁的导热油管。
6.根据权利要求5所述的可进行温度修正实验的定向传感器标定装置，其特征是:所述内、外管是由无磁金属材料制成，工具面调整机构的筒体通过保温筒固定板固定在斜度旋转机构上。`
专利摘要一种可进行温度修正实验的定向传感器标定装置，包括定向传感器以及调整定向传感器的斜度、方位、工具面调整机构。所述的方位调整机构是由底板和可调立柱配合组成；所述的斜度旋转机构包括固定在底板上的支撑板、连接在支撑板之间的转动轴、固定在转动轴上的转盘和支撑块，其中转盘上设有刻度盘，靠近转盘一侧的支撑板设有与转盘锁定配合的锁止机构；所述的工具面调整机构包括内、外管和上、下端盖封装后的筒体，在内管与外管之间环空内设有加热器，外管外部设有保温层，定向传感器稳固在内管内，分度盘的中轴穿过上端盖后与内管固连，分度盘设有刻度并与上端盖之间设有锁止机构；工具面调整机构固连在斜度旋转机构的支撑块上。
文档编号E21B47/02GK203130073SQ20132011889
公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者李闪, 葛鹏, 殷鑫, 王浩然, 张玉 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院