一种分动式多臂井径测井仪的制作方法

本实用新型属于石油勘探技术领域，具体涉及一种分动式多臂井径测井仪。

背景技术：

随着能源行业钻探技术的不断推进和发展，尤其在石油行业，裸眼井钻探过程中的钻井指标和参数的实时监测，对钻井质量控制和后期固井施工起到决定性的作用，而如何才能准确的对裸眼井进行测量，成为行业日益关注的课题。

井径测井是测量井眼直径及检查套管内径变化的测井方法，其主要用于指示井眼的扩大和缩小，以帮助划分岩性及对某些测井方法进行井眼校正。

然而，裸眼井井下环境极其恶劣，不仅存在大量高温、高压条件下的泥浆混合液，而且存在井壁变形、坍塌等问题，现有的井径测井仪易受这些因素干扰，无法进行简单、准确的井径测量，导致测井任务不能顺利完成。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种分动式多臂井径测井仪。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种分动式多臂井径测井仪，包括：电机，与所述电机通过联轴器连接的传动机构，以及与所述传动机构通过传感器短节连接的测量短节；其中，

所述传动机构包括传动丝杠、轴承、传动架体、丝杠螺套以及传动主轴，所述轴承设置于所述传动丝杠和所述传动架体连接处，所述丝杠螺套位于所述传动架体中的矩形槽中并连接所述传动丝杠和所述传动主轴；

所述传感器短节包括依次设置于所述传动主轴外圈的感应线圈和传感器架体；

所述测量短节包括与所述传感器架体连接的若干开臂弹簧、与所述开臂弹簧对应连接的若干测量臂以及与所述测量臂活动连接的测量臂架体；其中，若干所述测量臂为分动式测量臂。

在本实用新型的一个实施例中，所述丝杠螺套为梯型传动螺纹转接螺套。

在本实用新型的一个实施例中，所述传动主轴两端均设有密封腔，所述密封腔内部与所述传动主轴中的孔导通。

在本实用新型的一个实施例中，所述测量臂与所述测量臂架体通过铰接键铰接。

在本实用新型的一个实施例中，所述测量臂的数量为4，其中，相邻两个测量臂之间成90°夹角。

在本实用新型的一个实施例中，所述测量臂可张开的最大角度为30°。

在本实用新型的一个实施例中，所述开臂弹簧在初始时处于压缩状态。

在本实用新型的一个实施例中，所述传动主轴上设有若干卡臂台阶以对所述测量臂进行限位。

在本实用新型的一个实施例中，所述测量短节还包括设置在所述开臂弹簧上端的密封舱以及位于所述密封舱上端的顶杆，所述顶杆与所述感应线圈连接；其中，所述顶杆上设有磁感应装置。

在本实用新型的一个实施例中，所述分动式多臂井径测井仪还包括与所述电机连接的上线路转接头及电路控制密封舱体、与所述上线路转接头及电路控制密封舱体连接的上护帽、与所述测量臂架体连接的下线路转接头及密封舱体以及与所述下线路转接头及密封舱体连接的下堵头。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型提供的分动式多臂井径测井仪采用测量臂分动式结构，可以在恶劣环境下实现测量臂单独测量，互不干扰，大大提升了井径测量的准确性；

2、本实用新型提供的分动式多臂井径测井仪采用压缩弹簧的储能提供开臂动力，使得测量臂在径向上具有测量范围内的自由度，当测量臂遇阻或遇卡时，测量臂可以在阻力的作用下有效回收，避免卡井，大大提高了测井的安全可靠性；

3、本实用新型提供的分动式多臂井径测井仪其传动主轴两端分别密封在各自腔体中，等外径且内部通过传动主轴中的孔导通，压力平衡，开收臂不受环境压力的影响，从而避免了在使用过程中环境压力对仪器正常工作造成的影响；

4、本实用新型提供的分动式多臂井径测井仪结构紧凑，易于维护，可靠性高。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种分动式多臂井径测井仪的结构示意图；

图2a是本实用新型实施例提供的传动机构的局部放大图；

图2b是本实用新型实施例提供的测量短节的局部放大图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种分动式多臂井径测井仪的结构示意图。

附图说明：

1-电机，2-联轴器，3-传动丝杠，4-轴承，5-传动架体，6-丝杠螺套，7-传动主轴，8-感应线圈，8a-传感器架体，9-顶杆，10-密封舱，11-开臂弹簧，12-测量臂，13-铰接键，14-测量臂架体；

a-传动机构，b-传感器短节，c-测量短节，d-上线路转接头及电路控制密封舱体，e-上护帽，f-下线路转接头及密封舱体，g-下堵头。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种分动式多臂井径测井仪的结构示意图，包括：电机1，与所述电机1通过联轴器2连接的传动机构a，以及与所述传动机构a通过传感器短节b连接的测量短节c；其中，

所述传动机构a包括传动丝杠3、轴承4、传动架体5、丝杠螺套6以及传动主轴7，所述轴承4设置于所述传动丝杠3和所述传动架体5连接处，所述丝杠螺套6位于所述传动架体5中的矩形槽中并连接所述传动丝杠3和所述传动主轴7；所述电机1通过丝杠螺套6带动所述传动主轴7做直线运动；

所述传感器短节b包括依次设置于所述传动主轴7外圈的感应线圈8和传感器架体8a；

所述测量短节c包括与所述传感器架体8a连接的若干开臂弹簧11、与所述开臂弹簧11对应连接的若干测量臂12以及与所述测量臂12活动连接的测量臂架体14；所述测量臂12在所述传动主轴7和所述开臂弹簧11的作用下打开或收起；其中，若干所述测量臂12为分动式测量臂。

请参见图2a和图2b，图2a是本实用新型实施例提供的传动机构的局部放大图；图2b是本实用新型实施例提供的测量短节的局部放大图。

具体地，电机1通过联轴器2传动机构a工作，传动机构a将旋转运动转换为直线运动，并带动测量短节b完成测井任务。

具体地，电机1通过联轴器2带动传动丝杠3进行旋转运动。丝杠螺套6连接所述传动丝杠3，并通过米制螺纹连接所述传动主轴7。

进一步地，所述丝杠螺套6为梯型传动螺纹转接螺套。梯型传动螺纹转接螺套将传动丝杠3的旋转运动转化为直线运动，并带动传动主轴7进行直线运动，测量臂12在传动主轴7的和开臂弹簧11的共同的作用下打开或者收起。

在本实施例中，还可以采用滚珠螺套代替梯型传动螺纹转接螺套，实现将传动丝杠3的旋转运动转化为直线运动的功能。

进一步地，所述传动主轴7上设有若干卡臂台阶以对所述测量臂12进行限位；所述测量臂12与所述测量臂架体14通过铰接键13铰接；所述开臂弹簧11在初始时处于压缩状态。

具体地，当传动主轴7向下直线运动，主轴上的卡臂台阶下移，测量臂12在压缩状态的开臂弹簧11的作用下逐渐打开，直至臂端抵靠到裸眼井的井壁时，完成开臂运动。

当传动主轴7向上直线运动，主轴上的卡臂台阶上，卡住测量臂12的弯端，并压缩开臂弹簧11，测量臂12开始回收，直至测量臂完全收回。

本实施例采用压缩弹簧的储能提供开臂动力，使得测量臂在径向上具有测量范围内的自由度，当测量臂遇阻或遇卡时，测量臂可以在阻力的作用下有效回收，避免卡井，大大提高了测井的安全可靠性。

进一步地，所述测量臂12与所述测量臂架体14通过铰接键13铰接。测量臂12各自在传动主轴7、开臂弹簧11以及铰接键13的合力作用下围绕铰接键13旋转，逐渐长大或者缩小角度。本实施例中，所述测量臂12可张开的最大角度为30°。

进一步地，所述测量臂12的数量为4，其中，相邻两个测量臂之间成90°夹角，四个测量臂可以各自在传动主轴和开臂弹簧的作用下撑开直到抵壁，每个臂在各自的方向上测量井径，不受井下环境影响且互不干扰。

相应的，所述开臂弹簧11也有4个，与测量臂12对应连接。

本实施例提供的分动式多臂井径测井仪采用测量臂分动式结构，可以在恶劣环境下实现多个测量臂单独测量，互不干扰，大大提升了井径测量的准确性。

进一步地，请继续参见图1，所述测量短节c还包括设置在所述开臂弹簧11上端的密封舱10以及位于所述密封舱10上端的顶杆9，所述顶杆9与所述感应线圈8连接；其中，所述顶杆9上设有磁感应装置。

具体地，感应线圈8通过顶杆9上设有的磁感应装置实现对测量臂12张开角度的检测，当测量臂12围着固定在传动架体上的铰接键旋转，逐渐增大张开角度，直至最大30°时，感应线圈8感应顶杆9的磁信号。

密封舱10主要用于对传动主轴7外圈的感应线圈8进行密封保护。在本实施例中，所述传动主轴7两端均设有密封腔，以防感应线圈管状腔体不被泥浆堵塞失效，所述密封腔内部与所述传动主轴7中的孔导通。

本实施例将传动主轴两端分别密封在各自腔体中，且两端的密封腔外径相等，内部通过传动主轴中的孔导通，压力平衡，开收臂不受环境压力的影响，从而避免了在使用过程中环境压力对仪器正常工作造成的影响。

进一步的，请参见图3，图3是本实用新型实施例提供的另一种分动式多臂井径测井仪的结构示意图；

所述分动式多臂井径测井仪还包括与所述电机1连接的上线路转接头及电路控制密封舱体d、与所述上线路转接头及电路控制密封舱体d连接的上护帽e、与所述测量臂架体14连接的下线路转接头及密封舱体f以及与所述下线路转接头及密封舱体f连接的下堵头g。

下面具体描述本实施例提供的分动式多臂井径测井仪的工作过程。

测量臂打开过程：

具体地，电机1在电路控制的指令下开始工作，并通过联轴器2带动传动丝杠3旋转，传动丝杠3通过传动机构a中的梯型螺纹转接丝杠螺套6将旋转运动转化为直线运动；丝杠螺套6在传动架体5中的矩形槽中沿槽做直线运动；丝杠螺套6通过米制螺纹与传动主轴7连接起来；传动主轴7随丝杠螺套6的直线运动做直线运动，传动主轴7上的卡臂台阶向下方移动，在此过程中，卡臂台阶对测量臂12弯端的限制逐渐减少，顶在测量臂12上端的开臂弹簧11开始释放弹性势能，测量臂12围着固定在测量臂架体14上的铰接键13旋转，逐渐增大张开角度，直至最大30°，此时，行程感应线圈8感应到顶杆9的磁信号，电路控制及密封舱体部分d的电路控制部分也正好收到行程开关发出的停止信号，控制电机1停止运动，测量臂12打开任务完成。

测量臂收起过程：

具体地，电机1开始工作，并通过联轴器2带动传动丝杠3旋转，传动丝杠3通过传动机构a中的梯型螺纹转接丝杠螺套6，将旋转运动转化为直线运动；丝杠螺套6在传动架体5中的矩形槽中沿槽做直线运动；丝杠螺套6通过米制螺纹与传动主轴7连接起来；传动主轴7随丝杠螺套6的直线运动做直线运动，传动主轴7上的卡臂台阶向上方移动，在此过程中，卡臂台阶卡住测量臂12的弯端，传动主轴7带动测量臂12弯端向上移动，顶在测量臂12上端的开臂弹簧11开始释放弹性势能，测量臂12在传动主轴7和开臂弹簧11以及铰接键13合力作用下围绕铰接键13旋转，逐渐减小张开角度，直至完全收回，此时，行程感应线圈8感应到顶杆9的磁信号，电路控制及密封舱体部分d的电路控制部分也正好收到行程开关发出的停止信号，控制电机停止运动，测量臂12收起任务完成。

本实用新型提供的分动式多臂井径测井仪结构紧凑，易于维护，可靠性高，且测量过程简单，不易受井下复杂环境影响。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。