双井径微电极推靠器

摘要

一种双井径微电极推靠器，包括依次装配的驱动组件、井径臂组件以、弹簧杆组件以及测量臂组件，驱动组件内设有开关组件，弹簧杆组件上设有极板组件，其技术要点是：驱动组件包括电机外壳、限位在电机外壳内的电机、安装在电机输出端的丝杠、限位在丝杠上的丝母I、限位在丝杠上的开关组件、套装在丝杠外部的接头，丝杠与接头之间限位有滚针轴承和推力轴承，丝杠与接头之间设有若干密封圈，接头靠近井径臂组件端以丝杠为中心轴向设置若干插针；接头一侧设有进油孔，接头内设有与进油孔相连通的油道，油道出口设有顶丝，顶丝内限位有弹簧II，弹簧与油道之间限位有钢球。其具有结构简单、测量效率高等优点。

权利要求

1.一种双井径微电极推靠器，包括依次装配的驱动组件、井径臂组件、弹簧杆组件以及测量臂组件，驱动组件内设有开关组件，弹簧杆组件上设有极板组件，其特征在于：驱动组件包括电机外壳、限位在电机外壳内的电机、安装在电机输出端的丝杠、限位在丝杠上的丝母I、限位在丝杠上的开关组件、套装在丝杠外部的接头，丝杠与接头之间限位有滚针轴承和推力轴承，丝杠与接头之间设有若干密封圈，接头靠近井径臂组件端以丝杠为中心轴向设置若干插针；开关组件包括限位在电机外壳内的开关固定板、安装在开关固定板上的微动开关、限位在丝杠上的与微动开关位置相对应的行程螺母；接头一侧设有进油孔，接头内设有与进油孔相连通的油道，油道出口设有顶丝，顶丝内限位有弹簧II，弹簧与油道之间限位有钢球；

井径臂组件包括油仓外壳、限位在油仓外壳内的支撑座、限位在支撑座内的传动螺母、限位在支撑座外的电位计座、固定在电位计座上的电位计、固定在支撑座一端的若干周向设置的撑杆II、一端限位在传动螺母内另一端限位在撑杆II内的滑杆、限位在滑杆上的碟簧、支撑于碟簧上部的电位计帽、限位于电位计帽与电位计之间的弹簧V、固定在撑杆II另一端的并通过键限位在弹簧杆壳体内的短节、套装在短节外部的螺套、贯穿短节并固定在滑杆上的拉力杆，拉力杆限位在弹簧杆组件内，接头与油仓外壳、接头与电机外壳之间设置若干密封圈；以拉力杆为中心，周向均布有四个贯穿短节的弹簧杆I，弹簧杆I一端通过螺母固定在滑杆上，弹簧杆I另一端贯穿短节并通过位于短节内的衬套固定，衬套与弹簧杆I之间设有密封圈，滑杆与短节之间的弹簧杆I外部各套接弹簧III，弹簧III通过安装在弹簧杆I上的卡环限位；弹簧杆I端部铰接有井径测量臂；

弹簧杆组件包括装配在短节端部的弹簧杆壳体、设置在弹簧杆壳体内的套接在拉力杆端部的弹簧杆II、套接在弹簧杆II外部的弹簧座、通过弹簧导杆装配在弹簧杆II端部的弹簧座、套接在弹簧杆II外部限位在弹簧座I、II之间的弹簧I；

测量臂组件包括固定在弹簧导杆上的拉杆、铰接在拉杆上的副臂、铰接在弹簧杆壳体上的引臂和主动臂、分别与引臂和主动臂铰接的连杆、铰接在引臂上的极板组件、固定在弹簧杆壳体端部的下接头，主动臂另一端铰接在极板组件上，下接头内限位有挡板I和平衡杠，平衡杠包括端盖、活塞、限位端盖和活塞之间的弹簧IV，下接头侧壁上设有出油孔，下接头内通过卡簧I限位有插座和抗压块。

说明书

双井径微电极推靠器

技术领域

[0001] 本发明属于石油井口设备，尤其涉及一种测量直径或井眼相关尺寸的推靠机构，具体说是一种双井径微电极推靠器。

背景技术

[0002] 近年来，大斜度定向井和水平井数量不断增加，微球聚焦测井仪属于微电阻率仪器，用于测量地层靠近井壁部分即冲洗带的电阻率，其探头（极板）与井壁接触是否良好，是保证测井质量的关键。该仪器通常由电子仪、传动系统、推靠器三部分组成，推靠器按动力源的不同可分为液压推靠器和机械推靠器。测井时，用推靠器将仪器探头即极板贴紧井壁，以保证良好的测井效果。

[0003] 现有的微球聚焦测井仪无论是液压推靠器还是机械推靠器，两个推靠臂都是同时打开或收拢的，液压推靠器的极板臂只能稍微打开约80mm，主要是靠副臂打开将极板臂推向井壁，测量垂直井时的液压推靠器仪器处于偏心状态。液压推靠器的极板安装在很长的刚性极板臂上，无论是垂直井、斜井和水平井，当井况不规则时，极板无法随井壁形状有角度的灵活摆动，无法保证极板与井壁接触良好。通常会导致井径测量值偏小，微电极的极板无法连续贴靠井壁测量。给测井施工带来了极大困难。

[0004] 如授权公告号为CN100590293C的发明专利，公开了“一种单驱双收四臂井径、微球、微电极推靠装置”，其井径收套、主动套的内缘均与中心管轴向连接，其外缘分别与井径连板和极板连板连接，井径连板和极板连板均能沿支撑管管壁上设置的长条孔移动，井径支撑盘和极板支撑盘与支撑管连接；井径滑动盘、极板收套、极板收盘和从动盘上分别设置有定位销，定位销能够在井径连板、极板连板上分别设置的长条孔中移动；井径收套和井径滑动盘之间设置有四个收缩张开式井径测量臂，支撑管和极板支撑盘之间设置有两个收缩张开式极板。在测斜井和水平井时，会因为仪器串的重量作用在橡胶极板上而加速其磨损，同时还会增加仪器水平井作业的遇卡概率。

[0005] 如申请公布号为CN103216223A的发明专利申请，公开了“一种微球聚焦测井仪单推靠器”，其包括由上臂、极板组件、推靠内臂和推靠主体组成的单推式平面四杆机构、连接架体和导轨的耐磨支承、主体上的滑块、推靠弹簧和井径电位器等。主要适用于石油垂直井、水平井和斜井的测量。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种双井径微电极推靠器，从根本上解决了现有推靠器推靠臂必须同时打开或收拢、微电极极板无法连续贴靠井壁测量等问题，其具有结构简单、测量效率高等优点。

[0007] 本发明的技术方案为：该双井径微电极推靠器包括依次装配的驱动组件、井径臂组件、弹簧杆组件以及测量臂组件，驱动组件内设有开关组件，弹簧杆组件上设有极板组件，其技术要点是：驱动组件包括电机外壳、限位在电机外壳内的电机、安装在电机输出端的丝杠、限位在丝杠上的丝母I、限位在丝杠上的开关组件、套装在丝杠外部的接头，丝杠与接头之间限位有滚针轴承和推力轴承，丝杠与接头之间设有若干密封圈，接头靠近井径臂组件端以丝杠为中心轴向设置若干插针；开关组件包括限位在电机外壳内的开关固定板、安装在开关固定板上的微动开关、限位在丝杠上的与微动开关位置相对应的行程螺母；接头一侧设有进油孔，接头内设有与进油孔相连通的油道，油道出口设有顶丝，顶丝内限位有弹簧II，弹簧与油道之间限位有钢球；

[0008] 井径臂组件包括油仓外壳、限位在油仓外壳内的支撑座、限位在支撑座内的传动螺母、限位在支撑座外的电位计座、固定在电位计座上的电位计、固定在支撑座一端的若干周向设置的撑杆II、一端限位在传动螺母内另一端限位在撑杆II内的滑杆、限位在滑杆上的碟簧、支撑于碟簧上部的电位计帽、限位于电位计帽与电位计之间的弹簧V、固定在撑杆II另一端的并通过键限位在弹簧杆壳体内的短节、套装在短节外部的螺套、贯穿短节并固定在滑杆上的拉力杆，拉力杆限位在弹簧杆组件内，接头与油仓外壳、接头与电机外壳之间设置若干密封圈；以拉力杆为中心，周向均布有四个贯穿短节的弹簧杆I，弹簧杆I一端通过螺母固定在滑杆上，弹簧杆I另一端贯穿短节并通过位于短节内的衬套固定，衬套与弹簧杆I之间设有密封圈，滑杆与短节之间的弹簧杆I外部各套接弹簧III，弹簧III通过安装在弹簧杆I上的卡环限位；弹簧杆I端部铰接有井径测量臂；

[0009] 弹簧杆组件包括装配在短节端部的弹簧杆壳体、设置在弹簧杆壳体内的套接在拉力杆端部的弹簧杆II、套接在弹簧杆II外部的弹簧座、通过弹簧导杆装配在弹簧杆II端部的弹簧座、套接在弹簧杆II外部限位在弹簧座I、II之间的弹簧I；

[0010] 测量臂组件包括固定在弹簧导杆上的拉杆、铰接在拉杆上的副臂、铰接在弹簧杆壳体上的引臂和主动臂、分别与引臂和主动臂铰接的连杆、铰接在引臂上的极板组件、固定在弹簧杆壳体端部的下接头，主动臂另一端铰接在极板组件上，下接头内限位有挡板I和平衡杠，平衡杠包括端盖、活塞、限位端盖和活塞之间的弹簧IV，下接头侧壁上设有出油孔，下接头内通过卡簧I限位有插座和抗压块。

[0011] 整体采用充油式结构，注油孔位于接头上，下端接口为5700接口，采用穿线管（充油）走线的方式。通过注油孔及单向阀组件充油，保护仪器内部结构免受井下的高温高压环境的损坏，同时保证测量的准确。

[0012] 电机外壳通过销钉与油仓外壳连接，丝杆连接丝母I接入仪器的传动部分，传动螺母通过销轴与滑杆连接，滑杆连接四根弹簧杆I和拉力杆，弹簧杆与井径测量臂相连，拉力杆与极板托架相连，当井径测量臂和极板贴合井壁时弹簧压缩，滑杆向上移动，支撑于弹簧杆的电位计均匀跳动，测量数值；拉力杆通过设置在其端部的挡块限位在弹簧杆内，弹簧I为极板贴合井壁提供支撑力。

[0013] 采用副臂和引臂依次打开或收拢的设计，从而避免了测量垂直井时的液压推靠器仪器处于偏心状态。当井况不规则时，极板可随井壁形状有角度的灵活摆动，测量精确度不受影响。推靠器中，驱动组件为动力源，丝杠通过推力轴承减小井下压力和弹簧力带来的摩擦，使丝杠保持灵活转动，滚针轴承用于扶正，行程螺母随着丝杠的转动进行上下往复运动运动，行程螺母往复运动时通过碰块触碰微动开关，仪器自动断电，同时井径测量臂和极板张开或者收拢至极限位置。采用四臂加微球的测量方法，保证四臂支撑井壁测量井径的同时微电极极板能灵活转动的贴合井壁，测量数值准确而高效。平衡缸主要作为压力平衡装置，通过活塞的反复运动来平衡仪器内外的压力。极板托架组件用于安装、保护、转动极板，极板托架组件通过引臂与大壳体相连，通过与主动臂实现极板的升降，在升降的同时，托板转动使极板灵活转动。

附图说明

[0014] 图1为本发明的剖视结构示意图；

[0015] 图2为图1沿A-A线的剖视结构示意图；

[0016] 图3为图1沿B-B线的剖视结构示意图；

[0017] 图4为图1沿C-C线的剖视结构示意图；

[0018] 图5为图1沿D-D线的剖视结构示意图；

[0019] 图6为图1沿E-E线的剖视结构示意图；

[0020] 图7为图1沿F-F线的剖视结构示意图；

[0021] 图8为图1沿G-G线的剖视结构示意图；

[0022] 图9为驱动组件的剖视结构示意图I；

[0023] 图10为驱动组件的剖视结构示意图II；

[0024] 图11为开关组件的结构示意图；

[0025] 图12为传动组件的剖视结构示意图I；

[0026] 图13为传动组件的剖视结构示意图II；

[0027] 图14为传动组件的剖视结构示意图III；

[0028] 图15为弹簧杆组件的剖视结构示意图；

[0029] 图16为托架组件的剖视结构示意图；

[0030] 图17为图16沿H-H线的剖视结构示意图；

[0031] 图18为图16沿I-I线的剖视结构示意图。

[0032] 附图标记说明：1电机外壳、2线路骨架、3电机、4撑杆I、5挡环、6插针、7油仓外壳、8弹簧杆壳体、9油管、10井径测量臂、11弹簧I、12弹簧导杆、13拉杆、14引臂、15主动臂、16极板、17极板测量臂、18挡板I、19端盖、20弹簧IV、21平衡杠、22活塞、23出油孔、24油堵、25密封圈、26下接头、27抗压块、28卡簧I、29插座、30副臂、31连杆、32弹簧座I、33销块、34丝杠、35进油孔、36卡套、37接头、38滚针轴承、39推力轴承、40行程螺母、41丝母I、42顶丝、43弹簧II、44钢球、45开关固定板、46微动开关、47电位计座、48电位计、49卡簧II、50弹簧V、51电位计帽、52布线板、53碟簧、54滑杆、55传动螺母、56支撑座、57撑杆II、58螺套、59密封接头I、
60挡板II、61键、62短节、63螺母、64弹簧III、65卡环、66衬套、67弹簧杆I、68拉力杆、69弹簧杆II、70弹簧座II、71销、72堵头、73塞子、74固定块、75密封接头II、76托架。

具体实施方式

[0033] 以下结合图1 18，通过具体实施例详细说明本发明的内容。该双井径微电极推靠~器包括依次装配的驱动组件、井径臂组件、弹簧杆组件以及测量臂组件，驱动组件内设有开关组件，弹簧杆组件上设有极板组件。其中，驱动组件包括电机外壳1、限位在电机外壳1内的若干撑杆I 4、限位在撑杆I 4之间的电机3、安装在电机3输出端的丝杠34、限位在丝杠34上的丝母I 41、限位在丝杠34上的开关组件、套装在丝杠34外部的接头37，接头37的一端安装有若干端部带有导线的插针6，插针6周向分布在丝杠34外侧，丝杠34与接头37之间限位有滚针轴承38和推力轴承39，撑杆I 4上还设有线路骨架2便于导线等的固定，丝杠34与接头37之间设有若干密封圈25，接头37靠近井径臂组件端以丝杠34为中心轴向设置若干插针；开关组件包括限位在电机外壳1内的开关固定板45、安装在开关固定板45上的微动开关
46、限位在丝杠34上的与微动开关46位置相对应的行程螺母40；接头37一侧设有进油孔35，进油孔35上通过油堵24密封，接头37内设有与进油孔35相连通的油道，油道出口设有顶丝
42，顶丝42内限位有弹簧II 43，弹簧与油道之间限位有钢球44。油道出口连通至油仓外壳7的内腔中，然后通过短节62内的油道连通至固定于短节62末端的油管9上，短节末端设有挡板II 60，油管9通过限位在挡板II 60上的密封接头I 59安装于短节62末端，并可连通至极板组件的密封接头II 75，油仓外壳7的内腔通过与下接头26连接处的管状结构将油导向平衡杠21，并最终由出油孔23排出。

[0034] 驱动组件与井径臂组件之间安装有挡环5，具体而言挡环5安装在电机外壳1与油仓外壳7之间。

[0035] 井径臂组件包括油仓外壳7、限位在油仓外壳7内的支撑座56、限位在支撑座56内的传动螺母55、限位在支撑座56外的电位计座47、固定在电位计座47上的电位计48、固定在支撑座56一端的若干周向设置的撑杆II 57、一端限位在传动螺母55内另一端限位在撑杆II 57内的滑杆54、限位在滑杆54上的碟簧53、支撑于碟簧53上部的电位计帽51、限位于电位计帽51与电位计48之间的弹簧V 50、固定在撑杆II 57另一端的并通过键61限位在弹簧杆壳体8内的短节62、套装在短节62外部的螺套58、贯穿短节62并固定在滑杆54上的拉力杆68，滑杆54通过卡簧II 49限位于支撑座56内，传动螺母55一侧设有布线板52，拉力杆68限位在弹簧杆组件内，接头37与油仓外壳7、接头37与电机外壳1之间设置若干密封圈25；以拉力杆68为中心，周向均布有四个贯穿短节62的弹簧杆I 67，弹簧杆I 67一端通过螺母63固定在滑杆54上，弹簧杆I 67另一端贯穿短节62并通过位于短节62内的衬套66固定，衬套66与弹簧杆I 67之间设有密封圈25，滑杆54与短节62之间的弹簧杆I 67外部各套接弹簧III 
64，弹簧III 64通过安装在弹簧杆I 67上的卡环65限位；弹簧杆I 67端部铰接有井径测量臂10。

[0036] 弹簧杆组件包括装配在短节62端部的弹簧杆壳体8、设置在弹簧杆壳体8内的套接在拉力杆68端部的弹簧杆II 69、套接在弹簧杆II 69外部的弹簧座、通过弹簧导杆12装配在弹簧杆II 69端部的弹簧座、套接在弹簧杆II 69外部限位在弹簧座I、II 32、70之间的弹簧I 11。

[0037] 测量臂组件包括固定在弹簧导杆12上的拉杆13、铰接在拉杆13上的副臂30、铰接在弹簧杆壳体8上的引臂14和主动臂15、分别与引臂14和主动臂15铰接的连杆31、铰接在引臂14上的极板组件、固定在弹簧杆壳体8端部的下接头26，引臂14包括引臂主体以及通过螺钉固定在引臂主体内的一对卡套36，卡套之间设有油管9；极板组件包括托架76、固定在托架76端部的堵头72、安装在托架76内的固定块74、安装在固定块74上的密封接头II 75、安装在固定块74上的塞子73、通过销71固定在托架76上的极板测量臂17、固定在极板测量臂17上的极板16，主动臂15另一端铰接在托架76上，下接头26内限位有挡板I 18和平衡杠21，平衡杠21通过周向布置的销块33和销钉固定在下接头26内，平衡杠包括端盖19、活塞22、限位端盖19和活塞22之间的弹簧IV 20，下接头26侧壁上设有出油孔23，下接头26内通过卡簧I 28限位有插座29和抗压块27。

[0038] 收拢状态：供110V直流电，电机3正向转动，通过丝母I 41移动带动滑杆54和拉力杆68向上移动，滑杆54向上运动释放弹簧III 64并压缩碟簧53，弹簧杆I 67带动铰接的井径测量臂10收拢。拉力杆68依次拉动弹簧杆II 69、弹簧导杆12、拉杆13，拉杆13直接驱动铰接的副臂30，通过连杆31间接驱动铰接的主动臂15收拢，主动臂15带动铰接的极板组件的引臂14收拢，行程螺母40通过碰块触碰微动开关46，断电。

[0039] 张开状态：供110V直流电，电机3反向转动，通过丝母I 41移动带动滑杆54和拉力杆68向下移动，滑杆54向下运动压缩弹簧III 64，弹簧III 64提供弹力将弹簧杆I 67推开，弹簧杆I 67带动铰接的井径测量臂10张开。拉力杆68同时向下运动压缩弹簧I 11，拉力杆68依次推动弹簧杆II 69、弹簧导杆12、拉杆13，拉杆13直接驱动铰接的副臂30，通过连杆31间接驱动铰接的主动臂15张开，主动臂15带动铰接的极板组件的引臂14张开，行程螺母40通过碰块触碰微动开关46，断电。