一种立式扶正力测量装置的制作方法

本实用新型涉及石油井下辅助仪器测量装置，具体涉及一种立式扶正力测量装置。

背景技术：

扶正器是测井用辅助仪器，在测井作业中起着至关重要的作用，它可以使井下仪器串始终保持居中，保证了井下仪器测井工作的有序进行。扶正器扶正力的测量是扶正器设计、生产、检验后投入使用前最重要的一环，只有确定扶正器的扶正力才能正确选择扶正器，从而在测井作业中合理使用扶正器，使扶正器正常发挥使仪器串居中的作用。

现存扶正力测量装置大多是将扶正器横置于测量装置中，选择一对对称的扶正臂，给一端加力，给另外一端加传感器完成测量扶正力的工作。该测量方法存在无法测量三臂、六臂扶正器，且测量结果会受重力影响的问题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种可靠性高、结构简单、维护方便、可以高度还原扶正器在竖直井中的作业情况，减小扶正器自重对扶正力测量影响的一种立式扶正力测量装置。

本实用新型一种立式扶正力测量装置，包括竖直设置且中空的圆柱状测量套管，所述测量套管的下端连接有承载扶正器的底座，测量套管的上端固定连接有盖板，所述盖板上设置有供扶正器伸入测量套管的中心孔；所述中心孔的中心轴线与测量套管的中心轴线在同一直线上；

还包括一个主测量臂和若干个辅助测量臂，所述主测量臂和辅助测量臂的中心轴线均在同一平面内，且均与测量管的中心轴线垂直，所述主测量臂和辅助测量臂沿测量套管周向均布，所述主测量臂和辅助测量臂均与测量套管固定相连；

所述底座通过高度调节装置与测量套管相连。

优选地，主测量臂包括中空柱状的传感器固定座，所述传感器固定座的一端与测量套管圆周面固定相连，另一端通过第一压板连接有第一传动轴，所述第一压板封堵在传感器固定座远离测量套管的一端上，第一压板上设置有第一螺纹通孔，所述第一螺纹通孔的中心轴线与传感器固定座的中心轴线在同一直线上；

所述第一传动轴上设置有外螺纹，第一传动轴与第一螺纹通孔匹配相连，第一传动轴远离测量套管的一端上固定连接有主操作把手，另一端穿过第一压板后伸入传感器固定座内，第一传动轴伸入传感器固定座的一端通过第一导向套连接有应变式负荷传感器，所述应变式负荷传感器远离第一传动轴的一端上连接有第一测量触手，所述第一导向套与应变式负荷传感器固定相连；

所述第一导向套滑动设置在传感器固定座内，且第一导向套和传感器固定座之间设置有第一周向限位结构；

所述第一传动轴上设置有若干个第一轴向限位装置，所述第一轴向限位装置沿第一传动轴轴向设置，所述第一传动轴与第一导向套通过第一轴向固定装置相连；

所述应变式负荷传感器上电连接有一力值显示控制仪。

优选地，第一周向限位结构包括固定设置在第一导向套周面上的下限位平面和固定设置在传感器固定座内壁上的上限位平面，所述上限位平面和下限位平面相互平行，且匹配相连；

所述上限位平面和下限位平面均沿第一导向套轴向方向设置。

优选地，第一轴向限位装置包括固定设置在第一传动轴周面上的盲孔，所述盲孔内设置有内螺纹，所述盲孔上螺纹连接有螺钉，螺钉伸出第一传动轴的螺纹面。

优选地，第一轴向固定装置包括第一轴承和第一挡板，所述第一传动轴伸入传感器固定座的一端上同轴设置有一第一芯轴，所述第一芯轴与第一传动轴固定连接，且第一芯轴的直径小于第一传动轴的直径，所述第一轴承套接在第一芯轴上且伸入第一导向套上设置的轴承容置环槽内，第一轴承的一侧面与第一导向套相抵，第一轴承的另一侧面与第一传动轴相抵；所述第一挡板通过螺钉与第一芯轴固定相连，第一轴承位于第一档板和第一传动轴之间的第一芯轴上；

还包括第一挡圈，所述第一导向套与第一传动轴相连的一端的内壁上设置有第一环形卡槽，所述第一环形卡槽的中心轴线与第一传动轴的中心轴线重合，第一挡圈卡合在第一环形卡槽内，且与第一轴承和第一传动轴相抵的一侧面相抵；

所述第一轴承为推力轴承。

优选地，第一测量触手呈v形，且第一测量触手的开口朝向测量套管中心设置。

优选地，辅助测量臂包括中空圆柱状的辅助固定座，所述辅助固定座的一端与测量套管圆周面固定相连，另一端通过第二压板连接有第二传动轴，所述第二压板封堵在辅助固定座远离测量套管的一端上，第二压板上设置有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔的中心轴线与辅助固定座的中心轴线在同一直线上；

所述第二传动轴上设置有外螺纹，第二传动轴与第二螺纹孔匹配相连，第二传动轴远离测量套管的一端上固定连接有辅助操作把手，另一端穿过第二压板后伸入辅助固定座内，第二传动轴伸入辅助固定座内的一端通过第二导向套连接有第二测量触手，所述第二测量触手与第二导向套固定相连；

所述第二导向套滑动设置在辅助固定座内，且第二导向套和辅助固定座之间设置有第二周向限位结构；

所述第二传动轴上设置有数目与第一轴向限位装置相同的第二轴向限位装置，所述第二轴向限位装置沿第二传动轴轴向设置，所述第二传动轴与第二导向套通过第二轴向固定装置相连。

优选地，第二轴向固定装置包括第二轴承和第二挡板，所述第二传动轴伸入辅助固定座的一端上同轴设置有一第二芯轴，所述第二芯轴与第二传动轴固定连接，且第二芯轴的直径小于第二传动轴的直径，所述第二轴承套接在第二芯轴上且伸入第二导向套上设置的轴承容置环槽内，第二轴承的一侧面与第二导向套相抵，第二轴承的另一侧面与第二传动轴相抵；所述第二挡板通过螺钉与第二芯轴固定相连，第二轴承位于第二档板和第二传动轴之间的第二芯轴上；

还包括第二挡圈，所述第二导向套与第二传动轴相连的一端的内壁上设置有一第二环形卡槽，所述第二环形卡槽的中心轴线与第二传动轴的中心轴线重合，第二挡圈卡合在第二环形卡槽内，且与第二轴承和第二传动轴相抵的一侧面相抵；

所述第二轴承为推力轴承。

优选地，第二周向限位结构包括固定设置在第二导向套周面上的辅助下限位平面和固定设置在辅助固定座内壁上的辅助上限位平面，所述辅助上限位平面和辅助下限位平面相互平行，且匹配相连；

所述辅助上限位平面和辅助下限位平面均沿第二导向套轴向方向设置；

所述第二轴向限位装置包括固定设置在第二传动轴周面上的辅助盲孔，所述辅助盲孔内设置有内螺纹，所述辅助盲孔上螺纹连接有螺钉，螺钉伸出第二传动轴的螺纹面；

所述第二测量触手呈v形，且第二测量触手的开口朝向测量套管中心设置。

或者优选地，高度调节装置包括底座上两列螺纹定位孔和两个螺杆，两列螺纹定位孔关于测量套管中心轴线中心对称设置，同一列螺纹定位孔包括沿测量套管轴向方向设置的若干个螺纹定位孔，同一列螺纹定位孔中相邻两个螺纹定位孔之间的距离为15mm；

所述测量套管上对应设置有两列螺杆穿过孔，同一列螺纹穿过孔中相邻螺杆穿过孔之间的距离为100mm，两个螺杆分别与两列螺杆穿过孔配合相连；

还包括设置在测量套管上的两个长条状通孔，两个长条状通孔关于测量套管中心轴线中心对称设置，两个长条状通孔均沿测量套管轴向方向设置，两列螺杆穿过孔分别通过相互平行设置的中间通道与长条状通孔相连通；螺杆的直径小于中间通道及长条状通孔的宽度。

测量臂设置为三组。

还包括基板，所述测量套管固定设置在基板上，并通过多个筋板与基板相连，所述筋板均沿测量套管周向设置，基板下底面设置有多个万向轮。

本实用新型可靠性高、结构简单、维护方便，利用底座承载扶正器，并通过高度调节装置以适应不同尺寸扶正器的扶正力测量，扩大本实用新型适用范围，且可以高度还原扶正器在竖直井中的作业情况，减小扶正器自重对扶正力测量的影响；同时利用成对设置的测量臂实现扶正器的扶正力的测量，将辅助测量臂设置为若干个，实现对多臂扶正器的扶正力的测量，例如三臂扶正器或者六臂扶正器，进一步扩大本实用新型适用范围从而大大地提高了扶正力测量的效率和准确性。

本实用新型在第一传动轴上设置有若干个第一轴向限位装置，在第二传动轴上设置有数目与第一轴向限位装置相同的第二轴向限位装置，可以使本实用新型良好的适应不同扶正尺寸的扶正器，大大扩大了本实用新型适用范围。

附图说明

图1本实用新型结构示意图。

图2为主测量臂结构示意图。

图3为辅助测量臂结构示意图。

图4为图1的俯视图。

图5为测量套管上长条状通孔和螺杆穿过孔连接关系示意图。

图6为底座结构示意图。

附图标记：1-测量套管，2-底座，3-盖板，4-主测量臂，5-辅助测量臂，6-传感器固定座，7-第一压板，8-第一传动轴，9-主操作把手，10-第一导向套，11-应变式负荷传感器，12-第一测量触手，13-力值显示控制仪，14-第一轴向限位装置，15-第一轴承，16-第一挡板，17-第一挡圈，18-辅助固定座，19-第二压板，20-第二传动轴，21-辅助操作把手，22-第二导向套，23-第二测量触手，24-第二轴向限位装置，25-第二轴承，26-第二挡板，27-第二挡圈，28-螺纹定位孔，29-螺杆，30-螺杆穿过孔，31-长条状通孔，32-中间通道，33-扶正器，34-基板，35-筋板。

具体实施方式

本实用新型一种立式扶正力测量装置，包括竖直设置且中空的圆柱状测量套管1，所述测量套管1的下端连接有承载扶正器的底座2，底座2上下移动，可以实现对任意长度的扶正器扶正力的测量，测量套管1的上端固定连接有盖板3，所述盖板3上设置有供扶正器伸入测量套管1的中心孔，盖板3具有使扶正器在测量套管1内保持居中的作用；所述中心孔的中心轴线与测量套管1的中心轴线在同一直线上；

还包括一个主测量臂4和若干个辅助测量臂5，所述主测量臂4和辅助测量臂5的中心轴线均在同一平面内，且均与测量管的中心轴线垂直，所述主测量臂4和辅助测量臂5沿测量套管1周向均布，所述主测量臂4和辅助测量臂5均与测量套管1固定相连；

所述底座2通过高度调节装置与测量套管1相连。

主测量臂4包括中空柱状的传感器固定座6，所述传感器固定座6的一端与测量套管1圆周面固定相连，另一端通过第一压板7连接有第一传动轴8，所述第一压板7封堵在传感器固定座6远离测量套管1的一端上，第一压板7上设置有第一螺纹通孔，所述第一螺纹通孔的中心轴线与传感器固定座6的中心轴线在同一直线上；

所述第一传动轴8上设置有外螺纹，第一传动轴8与第一螺纹通孔匹配相连，第一传动轴8远离测量套管1的一端上固定连接有主操作把手9，另一端穿过第一压板7后伸入传感器固定座6内，第一传动轴8伸入传感器固定座6的一端通过第一导向套10连接有应变式负荷传感器11，所述应变式负荷传感器11远离第一传动轴8的一端上连接有第一测量触手12，所述第一导向套10与应变式负荷传感器11固定相连；

所述第一导向套10滑动设置在传感器固定座6内，且第一导向套10和传感器固定座6之间设置有第一周向限位结构；

所述第一传动轴8上设置有若干个第一轴向限位装置14，所述第一轴向限位装置14沿第一传动轴8轴向设置，所述第一传动轴8与第一导向套10通过第一轴向固定装置相连；

所述应变式负荷传感器11上电连接有一力值显示控制仪13（xsb-ic）。在一个实施例中应变式负荷传感器11型号为ssb/1000kg，在另一实施例中力值显示控制仪13型号为xsb-ic。

第一周向限位结构包括固定设置在第一导向套10周面上的下限位平面和固定设置在传感器固定座6内壁上的上限位平面，所述上限位平面和下限位平面相互平行，且匹配相连；

所述上限位平面和下限位平面均沿第一导向套10轴向方向设置。

第一轴向限位装置14包括固定设置在第一传动轴8周面上的盲孔，所述盲孔内设置有内螺纹，所述盲孔上螺纹连接有螺钉，螺钉伸出第一传动轴8的螺纹面，根据需求调整第一传动轴8上螺钉的位置，即可选择不同的档位，盲孔数量设置为三个。

第一轴向固定装置包括第一轴承15和第一挡板16，所述第一传动轴8伸入传感器固定座6的一端上同轴设置有一第一芯轴，所述第一芯轴与第一传动轴8固定连接，且第一芯轴的直径小于第一传动轴8的直径，所述第一轴承15套接在第一芯轴上且伸入第一导向套10上设置的轴承容置环槽内，第一轴承15的一侧面与第一导向套10相抵，第一轴承15的另一侧面与第一传动轴8相抵；所述第一挡板16通过螺钉与第一芯轴固定相连，第一轴承15位于第一档板和第一传动轴8之间的第一芯轴上；

还包括第一挡圈17，所述第一导向套10与第一传动轴8相连的一端的内壁上设置有一第一环形卡槽，所述第一环形卡槽的中心轴线与第一传动轴8的中心轴线重合，第一挡圈17卡合在第一环形卡槽内，且与第一轴承15和第一传动轴8相抵的一侧面相抵；

所述第一轴承15为推力轴承。

第一测量触手12呈v形，且第一测量触手12的开口朝向测量套管1中心设置。

辅助测量臂5包括中空圆柱状的辅助固定座18，所述辅助固定座18的一端与测量套管1圆周面固定相连，另一端通过第二压板19连接有第二传动轴20，所述第二压板19封堵在辅助固定座18远离测量套管1的一端上，第二压板19上设置有第二螺纹孔，所述第二螺纹孔的中心轴线与辅助固定座18的中心轴线在同一直线上；

所述第二传动轴20上设置有外螺纹，第二传动轴20与第二螺纹孔匹配相连，第二传动轴20远离测量套管1的一端上固定连接有辅助操作把手21，另一端穿过第二压板19后伸入辅助固定座18内，第二传动轴20伸入辅助固定座18内的一端通过第二导向套22连接有第二测量触手23，所述第二测量触手23与第二导向套22固定相连；

所述第二导向套22滑动设置在辅助固定座18内，且第二导向套22和辅助固定座18之间设置有第二周向限位结构；

所述第二传动轴20上设置有数目与第一轴向限位装置14相同的第二轴向限位装置24，所述第二轴向限位装置24沿第二传动轴20轴向设置，所述第二传动轴20与第二导向套22通过第二轴向固定装置相连。

第二轴向固定装置包括第二轴承25和第二挡板26，所述第二传动轴20伸入辅助固定座18的一端上同轴设置有一第二芯轴，所述第二芯轴与第二传动轴20固定连接，且第二芯轴的直径小于第二传动轴20的直径，所述第二轴承25套接在第二芯轴上且伸入第二导向套22上设置的轴承容置环槽内，第二轴承25的一侧面与第二导向套22相抵，第二轴承25的另一侧面与第二传动轴20相抵；所述第二挡板26通过螺钉与第二芯轴固定相连，第二轴承25位于第二档板和第二传动轴20之间的第二芯轴上；

还包括第二挡圈27，所述第二导向套22与第二传动轴20相连的一端的内壁上设置有一第二环形卡槽，所述第二环形卡槽的中心轴线与第二传动轴20的中心轴线重合，第二挡圈27卡合在第二环形卡槽内，且与第二轴承25和第二传动轴20相抵的一侧面相抵；

所述第二轴承25为推力轴承。

第二周向限位结构包括固定设置在第二导向套22周面上的辅助下限位平面和固定设置在辅助固定座18内壁上的辅助上限位平面，所述辅助上限位平面和辅助下限位平面相互平行，且匹配相连；

所述辅助上限位平面和辅助下限位平面均沿第二导向套22轴向方向设置；

所述第二轴向限位装置24包括固定设置在第二传动轴20周面上的辅助盲孔，所述辅助盲孔内设置有内螺纹，所述辅助盲孔上螺纹连接有螺钉，螺钉伸出第二传动轴20的螺纹面，根据需求调整第二传动轴20上螺钉的位置，即可配合主测量臂4选择不同的档位，从而辅助主测量臂4完成扶正力的测量；

所述第二测量触手23呈v形，且第二测量触手23的开口朝向测量套管1中心设置。

高度调节装置包括底座2上两列螺纹定位孔28和两个螺杆29，两列螺纹定位孔28关于测量套管1中心轴线对称设置，同一列螺纹定位孔28包括沿测量套管1轴向方向设置的若干个螺纹定位孔28，同一列螺纹定位孔28中相邻两个螺纹定位孔28之间的距离为15mm；

所述测量套管1上对应设置有两列螺杆穿过孔30，同一列螺纹穿过孔中相邻螺杆穿过孔30之间的距离为100mm，两个螺杆29分别与两列螺杆穿过孔30配合相连；

还包括设置在测量套管1上的两个长条状通孔31，两个长条状通孔31关于测量套管1中心轴线中心对称设置，两个长条状通孔31均沿测量套管1轴向方向设置，两列螺杆穿过孔30分别通过相互平行设置的中间通道32与长条状通孔31相连通；螺杆29的直径小于中间通道32及长条状通孔31的宽度；

根据扶正器长度选择对应的螺杆29穿过空，握住螺杆29沿测量套管1周向转动底座2将底座2卡在测量套管1上的螺纹穿过孔内可以实现底座2高度的粗调，通过改变螺杆29在底座2上的安装位置，可以实现底座2组件高度的细调。

测量臂设置为三组。

还包括基板34，所述测量套管1固定设置在基板34上，并通过多个筋板35与基板34相连，所述筋板35均沿测量套管1周向设置，基板34下底面设置有多个万向轮，工作人员可以根据不同的工作需求自由地移动本实用新型。

如图3所示，测量四臂扶正器33的扶正力时，首先，测量扶正器33的扶正臂中心到扶正器下端的长度，从而根据上述底座2组件的调整方法将底座2组件和测量臂之间的高度和扶正器33的扶正臂中心到扶正器下端的长度调整一致。其次，转动手柄a和手柄c分别将第一传动轴8和第二传动轴20向远离圆心方向转动至极限位置，根据所测扶正器33的扶正尺寸分别调整第一传动轴8、第二传动轴20上的定位螺钉位置，从而确定档位。调整好档位后，转动手柄b和手柄d将支撑杆组件向远离圆心方向从而退出测量套筒以避免干扰测量。将四臂扶正器33的其中一对扶正臂和测量装置的手柄a和手柄c方向保持一致。将扶正器33从测量套筒上方缓慢放下，直到扶正器33两扶正臂分别被第一测量触手12、第二测量触手23卡住并落入底座2组件中，此时扶正器33扶正臂充分打开，力值显示仪得到读数。类似地，测量3臂、6臂扶正器时，调整螺钉位置从而调整合适的档位，转动手柄c将支撑杆组件退出套管组件以避免干扰测量。

本实用新型可靠性高、结构简单、维护方便，利用底座2承载扶正器，并通过高度调节装置以适应不同尺寸扶正器的扶正力测量，扩大本实用新型适用范围，且可以高度还原扶正器在竖直井中的作业情况，减小扶正器自重对扶正力测量的影响；同时利用测量臂实现扶正器的扶正力的测量，将辅助测量臂设置为若干个，实现对多臂扶正器的扶正力的测量，例如三臂扶正器或者六臂扶正器，进一步扩大本实用新型适用范围从而大大地提高了扶正力测量的效率和准确性。

本实用新型在第一传动轴8上设置有若干个第一轴向限位装置14，在第二传动轴20上设置有数目与第一轴向限位装置14相同的第二轴向限位装置24，可以使本实用新型良好的适应不同扶正尺寸的扶正器，大大扩大了本实用新型适用范围。