一种新型绞车传感器的制作方法

文档序号:14919882发布日期:2018-07-11 03:12阅读:379来源:国知局

本实用新型属于石油勘探开发中综合录井、气测录井传感器制造领域,尤其涉及一种用于大钩高度与井深检测的绞车传感器。



背景技术:

绞车传感器是钻井过程中重要的传感器,绞车传感器安装在绞车轴上,可以监测整个钻进过程中绞车轴转动所产生的角位移。通过计算就可以得到钻进过程中大钩的高度变化,从而得到当前的钻井深度。

综合录井仪、气测录井仪现在使用的绞车传感器均使用两路霍尔元件及其它元器件组合而成的磁接收传感模块电路板,使用两个相位差为90°的磁钢探头测量经过磁接收传感模块电路板时的两路信号变化。通过外部的鉴相器鉴相、计数器计数及采集软件的采集,达到对大钩高度进行测量的目的。

传统的绞车传感器的磁接收传感模块电路板均为镶嵌在绞车传感器壳体内,并用胶水进行固化,若磁接收传感模块损坏,则整支传感器必须报废,且该类型的传感器在制造过程中,灌胶、穿线均耗时费力。

而且,传统的绞车传感器还存在以下缺点。

一、传统的绞车传感器磁钢均为12个,满足不了精细化录井要求。

二、传统的绞车传感器的磁钢均为单极性,霍尔元件也为单极性,在制造传感器过程和选材的过程中增加了一定复杂性。

三、传统的绞车装配均属于一次性过盈配合装配,不能满足随意拆卸值目的。



技术实现要素:

本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷,提供一种新型绞车传感器,其采集精度高且模块化、易于更换。

为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案,一种新型绞车传感器,包括磁器件绞车传感器本体;其特征在于,所述绞车传感器本体包括环状转盘、安装于环状转盘的磁钢、磁接收传感模块、绞车连接轴及传感器壳体。

所述传感器壳体通过轴承套装在绞车连接轴上。

所述环状转盘安装在传感器壳体内的绞车连接轴上且能与传感器连接轴一同旋转,所述环状转盘的外圆周设置有24个安装孔;所述磁钢为24个且磁钢采用全极性磁体,每个安装孔内各设一磁钢。

所述磁接收传感模块包括两个全极性磁开关及信号调理电路,且两全极性磁开关间设有预设间距,所述信号调理电路与全极性磁开关相连;所述磁接收传感模块设置于一底座上,所述底座设置于传感器壳体外、与传感器壳体可拆卸式连接。

所述磁接收传感模块位于环状转盘上方、与磁钢位置相对。

当绞车连接轴转动时,带动所述环状转盘及环状转盘上的磁钢运动,磁接收传感模块的两个全极性磁开关检测到磁场变化,分别输出高低电平,信号调理电路将该电压信号进行调理后输出电流信号。

作为本实用新型的另一种优选方案,所述环状转盘的材质为不锈钢。

作为本实用新型的另一种优选方案,所述全极性磁开关为AS211X全极磁开关。

作为本实用新型的另一种优选方案,所述磁钢通过过盈配合镶嵌在转盘安装孔内;鉴相磁钢弧长24mm,全极磁开关中心距为24mm。

作为本实用新型的另一种优选方案,所述壳体采用不锈钢材质。

作为本实用新型的另一种优选方案,所述底座采用ABS塑料。

作为本实用新型的另一种优选方案,所述底座上部开设有用于容置磁接收传感模块的方形开槽,底座下部、所述方形开槽下方设置有与方形开槽相连通的穿线孔;所述磁接收传感模块为一电路板结构;所述方形开槽相对的两侧壁的对应位置分别开设有一竖向凹槽,该竖向凹槽用于放置电路板,所述电路板结构插接于所述竖向凹槽内;所述底座上开设有安装孔,所述传感器壳体设置有用于安装底座的开口,所述开口的形状大小满足其可容纳底座;该底座通过六角螺栓及安装孔固定于传感器壳体的开口内。

与现有技术相比本实用新型有益效果。

1、简化了传感器制造过程。

2、传感器磁接收传感模块电路板损坏,可模块化更换,降本增效。

3、提高采集精度,绞车传感器检测精度由12脉冲/圈提高到24脉冲/圈满足精细化录井需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。本实用新型保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本实用新型环状转盘与全极性磁开关相对位置示意图。

图2是本实用新型底座结构示意图。

图3是本实用新型底座俯视结构示意图。

图4是本实用新型底座与壳体连接示意图。

图5是本实用新型连接轴结构示意图。

图6是本实用新型具体实施例整体结构示意图。

图7是本实用新型图6的A-A截面示意图。

图中,1为环状转盘、2为磁钢、3为全极性磁开关、4为安装孔、5为穿线孔、6为底座、7为方形开槽、8为竖向凹槽、9为安装底座的开口、11为绞车连接轴、12为传感器壳体、13为轴承、14为卡簧、15为锁紧螺母、16为轴承内压垫。

具体实施方式

为解决传统绞车传感器在绞车传感器壳体12上扣槽、灌胶、穿线等耗时费力的问题,本实用新型提出了一种新型的模块化的绞车传感器的磁接收传感模块电路板,通过内六角螺栓固定在绞车传感器壳体12内;更改感应霍尔元件,达到全极性目的,省去制造过程中逐一磁钢2测试工序。

如图1-7所示,本实用新型包括磁器件绞车传感器本体。

所述绞车传感器本体包括环状转盘1、安装于环状转盘1的磁钢2、磁接收传感模块、绞车连接轴11及传感器壳体12。

所述传感器壳体12通过轴承13套装在绞车连接轴11上。

所述环状转盘1安装在传感器壳体12内的绞车连接轴11上且能与传感器连接轴一同旋转,所述环状转盘1的外圆周设置有24个安装孔4;所述磁钢2为24个且磁钢2采用全极性磁体,每个安装孔4内各设一磁钢2。

所述磁接收传感模块包括两个全极性磁开关3及信号调理电路,且两全极性磁开关3间设有预设间距,所述信号调理电路与全极性磁开关3相连;所述磁接收传感模块设置于一底座6上,所述底座6设置于传感器壳体12外、与传感器壳体12可拆卸式连接。

所述磁接收传感模块位于环状转盘1上方、与磁钢2位置相对。

当绞车连接轴11转动时,带动所述环状转盘1及环状转盘1上的磁钢2运动,磁接收传感模块的两个全极性磁开关3检测到磁场变化,分别输出高低电平,信号调理电路将该电压信号进行调理后输出电流信号。

模块化的设计,可便于更换,降本增效,传统的绞车传感器若磁接收传感模块电路板被磁化或者损坏,因结构问题,整支传感器必须报废,采用模块化的磁接收传感模块电路板磁化可以灵活更换磁接收传感模块电路板,使用双轴承13配合限位及锁紧装置装配整只传感器,便于后期拆卸及维护。

优选地,所述环状转盘1的材质为不锈钢。

优选地,所述全极性磁开关3为AS211X全极磁开关。

优选地,所述磁钢2通过过盈配合镶嵌在转盘安装孔4内;鉴相磁钢2弧长24mm,全极磁开关中心距为24mm。

优选地,所述外壳采用不锈钢材质。

优选地,所述底座6采用ABS塑料。

优选地,所述底座6上部开设有用于容置磁接收传感模块的方形开槽7,底座6下部、所述方形开槽7下方设置有与方形开槽7相连通的穿线孔5;所述磁接收传感模块为一电路板结构;所述方形开槽7相对的两侧壁的对应位置分别开设有一竖向凹槽8,该竖向凹槽8用于放置电路板,所述电路板结构插接于所述竖向凹槽8内;所述底座6上开设有安装孔4,所述传感器壳体12设置有用于安装底座6的开口,所述开口的形状大小满足其可容纳底座6;该底座6通过六角螺栓及安装孔4固定于传感器壳体12的开口内。

本实用新型绞车传感器是在现有磁器件绞车传感器基础上所做的改进,作为一种具体的实施方式,绞车连接轴11伸出传感器壳体12的一端上设置有螺纹段,绞车连接轴11的另一端部设置环状凸起;传感器壳体12通过轴承13套装在绞车连接轴11上,通过锁紧螺母15及所述螺纹段将传感器壳体12锁紧于绞车传感器主轴;且所述轴承13通过卡簧14固定于传感器壳体12内壁。卡簧14安装至传感器壳体12的内壁中间处,绞车连接轴11穿过轴承13、轴承13及轴承13内压垫的内壁,并在连接轴的外螺纹处用锁紧螺母15旋紧。

本实用新型更改传统A04E霍尔元件为新型的AS211X全极磁开关,因为A04E霍尔元器件只对S级起作用,AS211X全极性开关对S级与N级均可以起到开关作用,且该元件所具有的低功耗、高灵敏度、高速、高精度特性均可满足现有传感器技术及为后续的无线绞车传感器研发奠定基础。

本实用新型所述转盘采用全极性24个磁钢2,将磁钢2通过过盈配合镶嵌在转盘中,改变传统的12个单极性磁钢2;提高采集精度,减去单极性判别极性的工序流程。

本实用新型全极性磁钢2嵌入到转盘中,选取鉴相磁钢2弧长24mm,磁接收传感模块的电路中AS211X全极磁开关中心距为24mm,当绞车连接轴11转动时,对应每个磁接收传感模块电路板产生脉冲信号,磁接收传感模块电路板相位差为90°,通过采集模块的采集、分析、计算,最终实现对大钩高度及井深的精确测量。

本实用新型ABS底座6内挖可镶嵌感应电路板空槽(竖向凹槽8),将电路板卡在电路板卡槽处,电路板信号线可通过穿线孔5进行穿出,用格兰及O圈进行密封。绞车传感器壳体12中有一个固定磁接收传感模块的开口,该处可用内六角螺栓将磁接收传感模块固定。

可以理解的是,以上关于本实用新型的具体描述,仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本实用新型的保护范围之内。

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