專利名稱：樁基鉆孔孔徑測量儀的井下儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及小井徑鉆井或樁基鉆孔過程中對井徑或孔徑的傾斜度及徑寬進(jìn)行測量的超聲設(shè)備，特別涉及該類系統(tǒng)或設(shè)備的井下儀部分。

背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，超聲測井系統(tǒng)或設(shè)備的井下儀部分，其主體包括密閉殼體、電路部分和超聲波探頭等，電路部分位于密閉殼體內(nèi)，超聲波探頭位于密閉殼體的下方，超聲波探頭與電路部分之間通過線路連接，由于該井下儀只采用固定不動的超聲波探頭，故測定的井筒壁范圍狹??；為了測定井筒壁一個層面上的多個點(diǎn)，只有頻繁調(diào)整井下儀，不停地改變其方位，以使超聲波探頭能夠探測這些區(qū)域。這類井下儀在實(shí)際使用過程中極為不便，更不適用于小井徑鉆井或樁基鉆孔過程中對井徑或孔徑的傾斜度及徑寬進(jìn)行測量。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型在于解決現(xiàn)有技術(shù)中井下儀超聲波探頭固定不動所帶來技術(shù)缺陷，提供一種定位準(zhǔn)確性好、超聲波探頭可轉(zhuǎn)動調(diào)整方位的樁基鉆孔孔徑測量儀的井下儀。
其技術(shù)解決方案是 一種樁基鉆孔孔徑測量儀的井下儀，包括一密閉殼體，密閉殼體內(nèi)包括電路部分；上述密閉殼體內(nèi)設(shè)置磁羅盤，密閉殼體下方設(shè)有由磁羅盤確定方位的旋轉(zhuǎn)式超聲波探頭。
上述旋轉(zhuǎn)式超聲波探頭可為一個。
上述密閉殼體內(nèi)還設(shè)置步進(jìn)式驅(qū)動電機(jī)，超聲波探頭與磁羅盤同步轉(zhuǎn)動。
上述步進(jìn)式驅(qū)動電動機(jī)通過傳動組件傳動聯(lián)接磁羅盤，及通過密閉殼體底端的液密封轉(zhuǎn)軸傳動聯(lián)接超聲波探頭。
上述超聲波探頭的外圍設(shè)有保護(hù)罩。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)超聲測井設(shè)備的井下儀相比具有如下特點(diǎn)一是采取由密閉殼體內(nèi)的動力機(jī)構(gòu)驅(qū)動超聲波探頭旋轉(zhuǎn)工作的技術(shù)方式，實(shí)現(xiàn)在每一個層面周向旋轉(zhuǎn)布點(diǎn)以便對多個方位點(diǎn)進(jìn)行測定，以選用一個旋轉(zhuǎn)式超聲波探頭為例，在每一個測試層面上該探頭旋轉(zhuǎn)一周，如設(shè)定測120或240等等個點(diǎn)，獲得該層面相應(yīng)數(shù)量方向的井徑值；二是采用在密閉殼體內(nèi)設(shè)置磁羅盤定向的技術(shù)方式，在實(shí)測過程中，通過磁羅盤確定各超聲波探頭測點(diǎn)所處的方位角度，以獲取一周內(nèi)多個方位角的角度值及其對應(yīng)井徑值。定位準(zhǔn)確性好，能耗低，不易受井下儀下放過程自身產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的影響，同時，這種定位技術(shù)方式不占用井下儀殼體外部空間，特別適用于較小口徑或樁孔口徑的深井超聲測量。

圖為本實(shí)用新型一種實(shí)施方式結(jié)構(gòu)原理示意圖。

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行說明 具體實(shí)施方式
結(jié)合圖示，一種樁基鉆孔孔徑測量儀的井下儀，包括一密閉殼體1，密閉殼體1內(nèi)設(shè)置電路部分2、磁羅盤3、電源4及步進(jìn)式驅(qū)動電機(jī)5，密閉殼體1的下方設(shè)有一個超聲波探頭6，步進(jìn)式驅(qū)動電機(jī)5通過減速機(jī)7及密閉殼體底端的液密封轉(zhuǎn)軸8傳動聯(lián)接超聲波探頭6，步進(jìn)式驅(qū)動電機(jī)5同時通過傳動組件傳動聯(lián)接磁羅盤3，步進(jìn)式驅(qū)動電機(jī)5驅(qū)動超聲波探頭6與磁羅盤3同步轉(zhuǎn)動。超聲波探頭5外圍設(shè)有保護(hù)罩9。
本實(shí)用新型可通過配置相應(yīng)的處理及服務(wù)系統(tǒng)，諸如實(shí)現(xiàn)下述方式的井下通訊等等 井下部分在一切就緒后(即在一個層面上靜止了一定時間，井下儀基本穩(wěn)定)，發(fā)出測量方位的控制信號，使磁羅盤中的繼電器吸合，把當(dāng)前方位信息保持住，延時一定時間之后讀出磁羅盤中所保持的方位信息。然后一方面向井上儀子系統(tǒng)發(fā)送當(dāng)前方位和同步信號(方位的序號)；另一方面發(fā)控制脈沖，控制步進(jìn)電機(jī)帶動超聲波探頭旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)過3度(200步)發(fā)出一個控制脈沖，使探頭發(fā)射超聲，超聲到達(dá)井壁后大部分被反射回來，探頭接收到回波信號，經(jīng)過處理之后送到井上部分。這樣轉(zhuǎn)過90度后，再發(fā)出磁羅盤的控制脈沖，測量方位并把方位和方位序號發(fā)送給井上儀子系統(tǒng)，然后再測量30個點(diǎn)，此時步進(jìn)電機(jī)帶動井下儀又轉(zhuǎn)過90度，如此一共重復(fù)四次，探頭轉(zhuǎn)過了一周，測試了該層面120個點(diǎn)。關(guān)于其中的同步信號，也就是方位序號，是這樣安排的，在每個層面上，把360度4等份，按測量的先后次序編排成1，2，3，4號，以此作為一個循環(huán)周期，如果一個層面重復(fù)測量的話，前一個周期的4號之后接著是下一個周期的1號。編號為1的方位對應(yīng)于新層面周期的開始。所以就把編號為1的方位信號作為同步信號。井上儀子系統(tǒng)收到井下的同步信號，保存方位，同時準(zhǔn)備測量井下來的距離信號。井上儀子系統(tǒng)對每個距離信號進(jìn)行計(jì)時，在距離信號的開始打開計(jì)時器，直到距離信號的結(jié)束再關(guān)閉計(jì)時器，并保存計(jì)時值。如果開始了計(jì)時，但是超過了設(shè)定時間還沒有結(jié)束，也就是距離信號沒有正常結(jié)束，就認(rèn)為此點(diǎn)上的距離超過上限或者出現(xiàn)異常，就終止本次計(jì)時，此點(diǎn)的計(jì)時值記為0；如果超過設(shè)置的時間還沒有接收到距離信號，也認(rèn)為出現(xiàn)異常，此點(diǎn)的計(jì)時值也記為0。這樣測完30個點(diǎn)后，就暫停測量，一方面將深度、方位以及剛測的30個點(diǎn)的計(jì)時值發(fā)送到井上部分上位機(jī)進(jìn)行處理；另一方面等著接收下一個方位值，收到后再開始下一個90度內(nèi)的測量。后續(xù)的三個90度測量，只向井上部分上位機(jī)發(fā)送30個點(diǎn)的計(jì)時值和方位，不用發(fā)送深度。這樣測量4個90度，構(gòu)成這個層面的一周。
本實(shí)用新型的實(shí)施方式中，除包括設(shè)置一個旋轉(zhuǎn)式超聲波探頭實(shí)施方式外，還包括設(shè)置兩個、三個、四個或六個旋轉(zhuǎn)式超聲波探頭等實(shí)施情形，多個超聲波探頭可分布在將360。均等分的方位上。
權(quán)利要求1、一種樁基鉆孔孔徑測量儀的井下儀，包括一密閉殼體，密閉殼體內(nèi)包括電路部分；其特征在于所述密閉殼體內(nèi)設(shè)置磁羅盤，密閉殼體下方設(shè)有由磁羅盤確定方位的旋轉(zhuǎn)式超聲波探頭。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁基鉆孔孔徑測量儀的井下儀，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)式超聲波探頭為一個。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樁基鉆孔孔徑測量儀的井下儀，其特征在于所述密閉殼體內(nèi)還設(shè)置步進(jìn)式驅(qū)動電機(jī)，超聲波探頭與磁羅盤同步轉(zhuǎn)動。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的樁基鉆孔孔徑測量儀的井下儀，其特征在于所述步進(jìn)式驅(qū)動電動機(jī)通過傳動組件傳動聯(lián)接磁羅盤，及通過密閉殼體底端的液密封轉(zhuǎn)軸傳動聯(lián)接超聲波探頭。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樁基鉆孔孔徑測量儀的井下儀，其特征在于所述超聲波探頭的外圍設(shè)有保護(hù)罩。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種樁基鉆孔孔徑測量儀的井下儀，包括一密閉殼體，密閉殼體內(nèi)包括電路部分；上述密閉殼體內(nèi)設(shè)置磁羅盤，密閉殼體下方設(shè)有由磁羅盤確定方位的旋轉(zhuǎn)式超聲波探頭。其具有如下特點(diǎn)一是采取由密閉殼體內(nèi)步進(jìn)電動機(jī)等驅(qū)動超聲波探頭旋轉(zhuǎn)工作的技術(shù)方式，在每一測試層面旋轉(zhuǎn)過程中測定一周多個點(diǎn)，獲得該層面相應(yīng)數(shù)量方向的井徑值；二是采用在密閉殼體內(nèi)設(shè)置磁羅盤定向的技術(shù)方式，在實(shí)測過程中，磁羅盤和換能器同步轉(zhuǎn)動以獲取一周內(nèi)多個方位角的角度值及其對應(yīng)井徑值，定位準(zhǔn)確好，能耗低，不占用井下儀殼體外部空間，特別適用于較小口徑或樁孔口徑的深井超聲測量。
文檔編號E21B47/00GK2878671SQ20062008020
公開日2007年3月14日 申請日期2006年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月10日
發(fā)明者曹茂永, 孫農(nóng)亮, 梁慧斌, 范迪, 楊衛(wèi)平, 陳達(dá)慶, 張逸芳, 王德民 申請人:山東科技大學(xué)