一种六臂井径测井仪推靠器的制作方法

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1.本实用新型涉及一种井下测量仪器，特别涉及一种六臂井径测井仪推靠器。

背景技术：

2.在油田测井领域中，对井径的测量常用的装备为井径测井仪，井径测井仪上设置有可以伸缩的测量臂，通过测量臂伸出的角度，转换成电位计的电信号，从而计算出相应位置的井径值。
3.现有的测井仪，通常包括动力组件——为测量臂的打开和收起提供动力，可以是马达马达等、传动组件——将马达的动力转变成测量臂伸缩的推拉力、测量组件——包括测量臂等通过变形并反馈电位信号的部件。
4.现有结构中，存在以下不足：
5.1、受测井仪外径的限制，测量臂数量通常为三臂或四臂，测量结果准确度稍差；
6.2、动力组件或测量组件中的弹簧等部件裸露在外，与泥浆接触，影响使用效果，同时清理不便，容易产生泥浆残留，残留的泥浆硬化后导致部件受损。

技术实现要素：

7.本实用新型的目的是为了克服了现有结构的不足，提供一种六臂井径测井仪推靠器。
8.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
9.一种六臂井径测井仪推靠器，包括带有输出轴的动力组件、传动组件、测量组件、平衡组件；其特征在于：
10.所述传动组件包括传动杆、推力杆、支撑筒和弹簧杆，传动杆的前端与输出轴相配合，传动杆的后端与推力杆的前端构成丝杠副，推力杆的后端设置有通孔，弹簧杆前端插接在通孔内，且在弹簧杆前端端面上设置有限位螺栓；在弹簧杆中部设置有凸台，弹簧杆的后端穿出支撑筒并与支撑筒后端滑动配合；在推力杆和凸台之间的弹簧杆外部套设有弹簧；在推力杆的后部设置有滑动限位杆，在支撑筒的后部设置有限位杆，限位杆与滑动限位杆间距配合；还包括电位计，电位计设置在支撑筒的外壁，且电位计的测量端与限位螺栓的前端接触配合；
11.所述测量组件包括带有凹槽的测量筒体、测量臂，所述测量臂有六组，分别设置在沿测量筒体周向均匀分布的凹槽内；所述测量臂包括铰接连接的上支臂和下支臂，上支臂和下支臂的端部通过支臂销铰接在凹槽内，多个测量臂所对应的支臂销在测量筒体上沿轴向交错设置；上支臂的前端通过连接杆与弹簧杆的后端相连接；下支臂有两段，两段下支臂外部设置有下支臂滑套，在下支臂滑套内设置有支臂弹簧；所述凹槽底部两侧设置有与相邻凹槽连通的镂空；
12.所述平衡组件设置在后端，包括平衡缸在平衡缸内设置有活塞杆，在活塞杆上滑接有活塞，活塞的后端与外部连通，前端与平衡缸内腔形成充有液压硅油的密闭空间，液压
硅油通过油路与支撑筒内部相连通。
13.进一步的：连接杆两端分别与弹簧杆和上支臂铰接连接。
14.进一步的：下支臂滑套与一段下支臂固定连接，且与另一段下支臂外壁滑接连接，支臂弹簧为压缩弹簧，两端分别与两段下支臂的端面接触配合。
15.本实用新型的优点是：
16.本结构中，在工作后进行清洗时，主要测量部件的下支臂弹簧及测量臂凹槽中会残存有大量的泥浆，因本结构中，在下支臂护筒及测量臂凹槽中设置有贯通的镂空结构，使泥浆更容易被清洗，大大减少甚至杜绝了残留，从而有效的保证了清洗效率和部件的安全性。
17.本结构中，将测量臂的销轴采用交错设置，从而解决了无法在小直径测井仪设置多测量臂的问题。
18.本结构中，传动组件的弹簧均密闭设置，避免了与外界接触，且弹簧在使用时为压缩状态，在空闲停放时为自由状态，且浸泡在油中，从而大大提高了弹簧的使用寿命。此外，传动组件与平衡缸通过油压实现压力补偿，减少了弹簧杆移动时受到的阻力。当井下压力为150mpa的情况下，弹簧杆端面的受力达8-10t。而通过平衡缸，平衡了这一压力，大大减少了马达等的负荷，提高了高温高压环境下工作的可靠性。
19.本结构中，在测量臂支出最大时，仍然为柔性支撑，当遇到障碍时，测量臂可压缩弹簧从而收缩，较好的保护了测量臂的安全。
附图说明
20.图1 是本实用新型的整体结构示意图。
21.图2是动力组件结构示意图；
22.图3是传动组件结构示意图；
23.图4是测量组件结构示意图；
24.图5是测量臂结构示意图；
25.图6是平衡组件结构示意图；
26.图7是测量组件的截面结构示意图。
具体实施方式
27.如图1-7所示为本实用新型结构一种六臂井径测井仪推靠器，包括带有输出轴101的动力组件100、传动组件200、测量组件300、平衡组件400；其中：
28.所述传动组件200包括传动杆201、推力杆202、支撑筒203和弹簧杆204，传动杆201的前端与输出轴101相配合，传动杆201的后端与推力杆202的前端构成丝杠副，推力杆202的后端设置有通孔，弹簧杆204前端插接在通孔内，且在弹簧杆204前端端面上设置有限位螺栓205；在弹簧杆204中部设置有凸台206，弹簧杆204的后端穿出支撑筒203并与支撑筒203后端滑动配合；在推力杆202和凸台206之间的弹簧杆204外部套设有弹簧207；在推力杆202的后部设置有滑动限位杆208，在支撑筒203的后部设置有限位杆209，限位杆209与滑动限位杆208间距配合；还包括电位计210，电位计210设置在支撑筒203的外壁，且电位计210的测量端与限位螺栓205的前端接触配合；
29.所述测量组件300包括带有凹槽303的测量筒体301、测量臂302，所述测量臂302有六组，分别设置在沿测量筒体301周向均匀分布的凹槽303内；所述测量臂302包括铰接连接的上支臂304和下支臂305，上支臂304和下支臂305的端部通过支臂销306铰接在凹槽303内，多个测量臂302所对应的支臂销306在测量筒体301上沿轴向交错设置；上支臂304的前端通过连接杆307与弹簧杆204的后端相连接；下支臂305有两段，两段下支臂305外部设置有下支臂滑套308，在下支臂滑套308内设置有支臂弹簧309；所述凹槽303底部两侧设置有与相邻凹槽303连通的镂空310；
30.所述平衡组件400设置在后端，包括平衡缸401在平衡缸401内设置有活塞杆402，在活塞杆402上滑接有活塞403，活塞403的后端与外部连通，前端与平衡缸401内腔形成充有液压油的密闭空间，液压油通过油路与支撑筒203内部相连通。
31.优选的：连接杆两端分别与弹簧杆和上支臂铰接连接。
32.优选的：下支臂滑套308与一段下支臂305固定连接，且与另一段下支臂305外壁滑接连接，支臂弹簧309为压缩弹簧，两端分别与两段下支臂305的端面接触配合。
33.优选的：在上支臂304和下支臂305位于铰接处的端部，设置有耐磨块311。耐磨块311分别与上支臂和下支臂相连接，可以是螺纹连接或套接后螺钉固定。
34.实施例1
35.本实施例一种六臂井径测井仪推靠器，包括螺纹连接的动力组件100、传动组件200、测量组件300、平衡组件400；各组件的连接方式与现有技术相同，如在各组件外部整体或部分套设或通过螺钉连接的方式设置有外筒，各组件的外筒之间或外筒与组件外径上的螺纹等通过螺纹连接等方式组合而成；其中：
36.所述动力组件100包括动力组件外筒，在动力组件外筒内部设置有马达，马达与传动轴通过超越离合器或联轴器等配合用于向外部传输动力。
37.所述传动组件200包括支撑筒203，在推力杆202内设置有用于传递马达动力的传动杆201、将传动杆的旋转力转变为向前推力的推力杆202、将推力杆202的推力进行储能并传递的弹簧杆204（具体是压缩弹簧储能作用在弹簧杆上）；传动杆201通过轴承座及轴承旋接在支撑筒203内部前端，传动杆201的前端与输出轴101相配合同步旋转；传动杆201的后端与推力杆202的前端构成丝杠副，具体为：传动杆201的后端设置有螺纹孔，推力杆202的前端设置有螺纹，且推力杆202通过滑动座与支撑筒203滑接配合，即推力杆202只能沿滑动座前后移动而不能旋转，从而，将传动杆201的旋转力转变为前后的推拉力；推力杆202的后端一体设置有一圆盘，在圆盘上设置有六个通孔，六个弹簧杆204的前端分别插接在通孔内，且在弹簧杆204前端端面上设置有限位螺栓205，限位螺栓205螺接在弹簧杆204前端端面上且其头部直径大于通孔，起到限位作用，可防止弹簧杆脱出，并在推力杆回收时，给弹簧杆提供拉力，测量臂收腿时通过拉伸限位螺栓205带动弹簧杆向上移动，弹簧杆另外一端通过连接杆与测量臂连接实现测量臂收拢；在弹簧杆204中部设置有凸台206，凸台206与支撑筒203的后端间距配合（即随着弹簧杆204位置的变化，凸台206与支撑筒203的后端间距变化并最终接触起到限位作用）；弹簧杆204的后端穿出支撑筒203并与支撑筒203后端密封配合且可前后滑动配合；在推力杆202后端的圆盘和弹簧杆204的凸台206之间的弹簧杆204外部套设有弹簧207；在推力杆202的后部即圆盘上朝后方向一体设置或螺纹连接有滑动限位杆208，滑动限位杆208与推力杆202同步移动，在支撑筒203的后端位置朝前方向设置有
限位杆209，限位杆209与滑动限位杆208有一定间距，当推力杆202向后运行到一定位置时，二者接触起到限位作用，此时推力杆202不再移动，马达扭力迅速增加，当扭矩超过超越离合器设定值时，超越离合器内部脱开，使马达主动轴与从动轴之间动力传递分离，反向旋转时离合器恢复。还包括电位计210，电位计210设置在支撑筒203的外壁，且电位计210的测量端与限位螺栓205的前端接触配合；电位计的测量端上设置有可使测量端伸出的测量弹簧，测量端通过与限位螺栓205的接触，使测量端有一个向前的力，在测量弹簧的作用下，使测量端有一个向后的力，从而使测量端与限位螺栓205良好接触并在限位螺栓205的作用下位置发生变化，从而产生电信号起到测量的作用。
38.所述测量组件300包括测量筒体301和六组测量臂302，测量筒体301上周向均匀设置有用于容纳测量臂302的凹槽303；所述测量臂302在传动组件的带动下呈直线状置于凹槽303内或撑开呈∧型进行测量；测量臂302包括铰接连接的上支臂304和下支臂305，上支臂304和下支臂305的端部通过支臂销306铰接在凹槽303内，多个测量臂302所对应的支臂销306在测量筒体301上沿轴向交错设置，即三前三后的位置设置；上支臂304的前端通过连接杆307与弹簧杆204的后端相连接，连接杆307两端分别与上支臂304和弹簧杆204铰接连接；下支臂305有不接触的两段，两段下支臂305外部设置有下支臂滑套308，在下支臂滑套308内设置有支臂弹簧309，支臂弹簧309作用于两段下支臂的端面使其相对分开并在下支臂滑套308的作用下，使下支臂伸长；其中，下支臂滑套308与一段下支臂305固定连接，且与另一段下支臂305外壁滑接连接，支臂弹簧309为压缩弹簧，两端分别与两段下支臂305的端面接触配合，在支臂滑套308上设置有通孔。所述凹槽303底部两侧设置有与相邻凹槽303连通的镂空310；镂空使各凹槽303之间相通，便于冲洗时泥沙杂质的排出。为了保证强度，镂空可以为间断设置。
39.所述平衡组件400设置在整体的后端，包括平衡缸401在平衡缸401内设置有活塞杆402，在活塞杆402上滑接有活塞403，活塞403的后端与外部泥浆连通，前端与平衡缸401内腔形成充有液压油的密闭空间，液压油通过油路（位于整体仪器轴线上的功能孔内，为现有结构）与支撑筒203内部相连通，支撑筒203内部同样为密封且充满液压油。
40.优选的：为了平衡压力传递过程中的损失，在平衡组件活塞后部的活塞杆上还设置有平衡弹簧404；平衡弹簧的前端与活塞接触配合，后端与活塞杆固定配合。平衡弹簧给活塞额外的力，以抵消平衡压力传递过程中的损失，从而使支撑筒203内部的油压与外部泥浆的压力相同。此外，仪器内部的硅油因为井下高温时会出现膨胀，当仪器放置于室温时，平衡弹簧还可用于帮助活塞复位。
41.本实施例的工作过程和原理如下：
42.测井仪放入井下，需要进行测量时，马达启动，带动传动组件中的传动杆旋转，传动杆通过丝杠副的配合，将扭力转变成推力，推动推力杆向后移动，此时，推力杆后部的圆盘向后移动，弹簧杆上的弹簧受力压缩，并将压力传递至凸台，带动弹簧杆向后移动，弹簧杆通过连接杆带动测量臂呈∧状伸出，促使测量臂的最高点与井臂接触。弹簧杆上的凸台向后移动时，凸台后部与外护筒接触后，弹簧杆停止移动，（此时为测量臂伸出尺寸最大位置。也有可能是凸台没有与外护筒接触，但弹簧杆外部受力与弹簧力平衡，弹簧杆也停止移动，）但推力杆继续移动，对弹簧进行压缩并蓄能，直到限位杆与滑动限位杆的端面接触后，推力杆停止移动，完成蓄能。此时，马达扭力急剧增加，当扭矩达到设定值30nm时超越离合
器作用，离合器主从动轴脱开，动力传递分离，操作人员根据反馈的信号停止马达。当外部井径变化时，也就是测量臂的伸出高度发生变化，当变小时，弹簧杆向前移动，压缩弹簧；当变大时，弹簧杆在弹簧的弹力作用下，向后移动。而弹簧杆前端始终与电位计的测量端接触，从而将位移变化转变成电信号输出，根据电信号，可计算出井径的大小。当工作完成后，马达反向旋转，使推力杆向前移动，将测量臂收回，同时，弹簧释放储能能量。
43.本实施例中，在工作后进行清洗时，主要测量部件的下支臂弹簧及凹槽中会残存有大量的泥浆，因本结构中，在下支臂护筒及测量臂凹槽中设置有贯通的镂空结构，使泥浆更容易被清洗，大大减少甚至杜绝了残留，从而有效的保证了清洗效率和部件的安全性。
44.此外，本方案中，将测量臂的销轴采用交错设置，从而解决了无法在小直径测井仪设置多测量臂的问题，交错设置的位置偏差很小，不会对测量结果带来影响，同时采用六个测量臂，大大提高了测量的准确性。本方案中，仪器外径：φ92，测量范围：110mm-520mm。
45.本实施例中，传动组件的弹簧均密闭设置，避免了与外界接触，且弹簧在使用时为压缩状态，在空闲时为自由状态，且浸泡在硅油中，从而大大提高了使用寿命。此外，传动组件与平衡缸通过油压实现压力补偿，减少了弹簧杆移动时受到的阻力。当井下压力为180mpa的情况下，单个弹簧杆端面的受力达2.27t。而通过平衡缸，平衡了这一压力，使得仪器能够正常工作。
46.本实施例中，平衡组件设置在仪器后端，维修保养更换传动组件电位计或平衡组件活塞密封圈时可减少仪器拆卸和连线环节，更易于维修保养。
47.需要说明的是，本方案未详尽描述的结构，如各组件的连接关系，以及各密封腔体（如支撑筒、平衡缸）与其他部件的连接处的密封结构等均为现有技术，并不是本方案的改进点，故不再一一赘述。

技术特征：

1.一种六臂井径测井仪推靠器，包括带有输出轴（101）的动力组件（100）、传动组件（200）、测量组件（300）、平衡组件（400）；其特征在于：所述传动组件（200）包括传动杆（201）、推力杆（202）、支撑筒（203）和弹簧杆（204），传动杆（201）的前端与输出轴（101）相配合，传动杆（201）的后端与推力杆（202）的前端构成丝杠副，推力杆（202）的后端设置有通孔，弹簧杆（204）前端插接在通孔内，且在弹簧杆（204）前端端面上设置有限位螺栓（205）；在弹簧杆（204）中部设置有凸台（206），弹簧杆（204）的后端穿出支撑筒（203）并与支撑筒（203）后端滑动配合；在推力杆（202）和凸台（206）之间的弹簧杆（204）外部套设有弹簧（207）；在推力杆（202）的后部设置有滑动限位杆（208），在支撑筒（203）的后部设置有限位杆（209），限位杆（209）与滑动限位杆（208）间距配合；还包括电位计（210），电位计（210）设置在支撑筒（203）的外壁，且电位计（210）的测量端与限位螺栓（205）的前端接触配合；所述测量组件（300）包括带有凹槽（303）的测量筒体（301）、测量臂（302），所述测量臂（302）有六组，分别设置在沿测量筒体（301）周向均匀分布的凹槽（303）内；所述测量臂（302）包括铰接连接的上支臂（304）和下支臂（305），上支臂（304）和下支臂（305）的端部通过支臂销（306）铰接在凹槽（303）内，多个测量臂（302）所对应的支臂销（306）在测量筒体（301）上沿轴向交错设置；上支臂（304）的前端通过连接杆（307）与弹簧杆（204）的后端相连接；下支臂（305）有两段，两段下支臂（305）外部设置有下支臂滑套（308），在下支臂滑套（308）内设置有支臂弹簧（309）；所述凹槽（303）底部两侧设置有与相邻凹槽（303）连通的镂空；所述平衡组件（400）设置在后端，包括平衡缸（401）在平衡缸（401）内设置有活塞杆（402），在活塞杆（402）上滑接有活塞（403），活塞（403）的后端与外部连通，前端与平衡缸（401）内腔形成充有液压硅油的密闭空间，液压硅油通过油路与支撑筒（203）内部相连通。2.根据权利要求1所述的一种六臂井径测井仪推靠器，其特征在于：连接杆两端分别与弹簧杆和上支臂铰接连接。3.根据权利要求1所述的一种六臂井径测井仪推靠器，其特征在于：下支臂滑套（308）与一段下支臂（305）固定连接，且与另一段下支臂（305）外壁滑接连接，支臂弹簧（309）为压缩弹簧，两端分别与两段下支臂（305）的端面接触配合。

技术总结

本实用新型公开了一种六臂井径测井仪推靠器，包括带有输出轴的动力组件、传动组件、测量组件、平衡组件；其特征在于：所述传动组件包括传动杆、推力杆、支撑筒和弹簧杆；所述测量组件包括带有凹槽的测量筒体、测量臂，所述测量臂有六组，分别设置在沿测量筒体周向均匀分布的凹槽内；所述凹槽底部两侧设置有与相邻凹槽连通的镂空；所述平衡组件设置在后端，包括平衡缸在平衡缸内设置有活塞杆。本实用新型结构具有易清洗的优点，此外还具有使用寿命长、安全性高的优点。全性高的优点。全性高的优点。