專利名稱：無(wú)接觸電磁式井徑傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種井徑儀，特別是涉及一種井徑儀的傳感器。
背景技術(shù)：
在石油地質(zhì)測(cè)井領(lǐng)域中，井徑儀的使用非常普遍。不論是在裸眼 井還是套管井，井徑測(cè)量是必不可少的項(xiàng)目。對(duì)于井徑儀來(lái)說(shuō)，井徑 儀傳感器是儀器的核心的部分。傳統(tǒng)井徑儀的傳感器大多采用可變電
阻式或可變電感式，圖1是目前使用的X""Y井徑儀原理圖，圖中的 部件8是可變電阻器，它的阻值隨井徑大小而變化。井徑的測(cè)量是通 過(guò)一套機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)把井徑尺寸的變化轉(zhuǎn)換為可變電阻值的變化來(lái) 完成。這樣的井徑儀存在的問(wèn)題是(1)復(fù)雜機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和接觸的 磨損，會(huì)造成測(cè)量誤差；(2)連桿9工作在動(dòng)密封狀態(tài)，容易因密封 不好而造成測(cè)量失敗。(3)儀器維修和保養(yǎng)復(fù)雜。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷,提供一種無(wú)接觸 電磁式井徑傳感器，由于去掉了復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和動(dòng)密封，使測(cè) 量成功率和測(cè)量精度大大提高。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種無(wú)接觸電磁式井徑傳感器，其特 征是該傳感器由發(fā)射線圈L3、接收線圈Ll和L2、導(dǎo)磁體和導(dǎo)磁鐵芯 組成，其中發(fā)射線圈L3、接收線圈Ll和L2、導(dǎo)磁鐵芯均放在密封外 殼內(nèi)，導(dǎo)磁體放在密封外殼外，接收線圈L1和L2差分串聯(lián)，密封外殼是用相對(duì)導(dǎo)磁率很低的不銹鋼制成。
本實(shí)用新型采用無(wú)接觸電磁耦合代替機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和可變電阻， 可以避免因機(jī)械傳動(dòng)和接觸件磨損而產(chǎn)生的測(cè)量誤差，也可以因省去 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)密封,使儀器維修保養(yǎng)大大方便，不但能節(jié)省人力, 還能提高儀器的測(cè)量精度和測(cè)井成功率。

圖1是X—Y井徑儀工作原理圖。
圖2是無(wú)接觸電磁式井徑傳感器井徑臂在合攏狀態(tài)原理圖。 圖3是無(wú)接觸電磁式井徑傳感器井徑臂在張開狀態(tài)原理圖。 圖4是無(wú)接觸電磁式井徑傳感器特性曲線圖。 圖5是井徑臂合攏時(shí)井徑傳感器輸入輸出波形圖。 圖6是井徑臂張開時(shí)井徑傳感器輸入輸出波形圖。
具體實(shí)施方式

從圖2中可以看出
(1) 傳感器是由高導(dǎo)磁鐵心2、線圈L1、 L2和L3、導(dǎo)磁體6組
成；
(2) 高導(dǎo)磁鐵心2、線圈L1、 L2和L3放在井徑儀密封外殼l 內(nèi)部，導(dǎo)磁體6放在井徑儀密封外殼1的外部，它們通過(guò)電磁相互耦 合；井徑儀密封外殼l是用相對(duì)導(dǎo)磁率很低的不銹鋼制成的。
(3) 鐵心線圈的磁通是由Ol、 <D2組成；
(4) 導(dǎo)磁體6與高導(dǎo)磁鐵心2和線圈L1、 L2和L3的相對(duì)位置， 隨著井徑臂7張開而變化。磁通Ol、 02也隨著變化。井徑儀開始工作時(shí)，井徑臂7在合攏狀態(tài)，如圖2所示，導(dǎo)磁 體6與導(dǎo)磁鐵心2和線圈L1、 L2、 L3的相對(duì)位置對(duì)稱，磁通Ol、 0>2相等。由于Ll和L2的圈數(shù)相等，所以L3在Ll、 L2中產(chǎn)生的感 應(yīng)電壓也幅度相等。由于L1和L2是差分串聯(lián)的，此時(shí)傳感器輸出 的電壓為零，如圖5所示。當(dāng)井徑臂7張開時(shí)，如圖3所示，導(dǎo)磁體 6相對(duì)導(dǎo)磁鐵心2和線圈Ll、 L2 、 L3的位置也隨著變化。此時(shí)， 磁通0>1、 (D2不再相等(01>0>2),差分串聯(lián)的線圈L1、 L2輸出 電壓V12不再為零，如圖6所示，測(cè)量輸出信號(hào)是隨井徑臂7張開的 角度變大而增加。如圖4所示，傳感器輸出電壓V12和井徑尺寸近似 成正比關(guān)系。
在整個(gè)測(cè)井工作過(guò)程中，導(dǎo)磁鐵心2和線圈密封不動(dòng)，由井徑臂 7帶動(dòng)導(dǎo)磁體6運(yùn)動(dòng)，從而通過(guò)改變磁路的磁阻來(lái)實(shí)現(xiàn)井徑測(cè)量。
井徑儀在石油部門使用的數(shù)量非常多，如果都采用無(wú)接觸電磁式 井徑傳感器來(lái)代替目前井徑儀的傳感器，將會(huì)大大地提高井徑儀的測(cè) 量精度和使用壽命，而且還可以節(jié)省大量的維修人力。
權(quán)利要求1、一種無(wú)接觸電磁式井徑傳感器，其特征是該傳感器由發(fā)射線圈L3、接收線圈L1和L2、導(dǎo)磁體(6)、導(dǎo)磁鐵芯(2)組成，其中發(fā)射線圈L3、接收線圈L1和L2、導(dǎo)磁鐵芯(2)均放在密封外殼(1)內(nèi)，導(dǎo)磁體(6)放在密封外殼(1)外，接收線圈L1和L2差分串聯(lián)，密封外殼(1)是用不銹鋼制成。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種無(wú)接觸電磁式井徑傳感器，采用電磁耦合代替?zhèn)鹘y(tǒng)的可變電阻或可變電感方式的新型井徑傳感器。該傳感器的發(fā)射線圈L3、接收線圈L1和L2放在密封外殼內(nèi)，導(dǎo)磁體放在密封外殼外，密封外殼是用相對(duì)導(dǎo)磁率很低的不銹鋼制成的。導(dǎo)磁體與線圈L1、L2、L3之間通過(guò)電磁耦合來(lái)完成井徑傳感器的任務(wù)。傳感器輸出電壓V12和井徑尺寸近似成正比關(guān)系。采用無(wú)接觸電磁式井徑傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是省去動(dòng)密封和復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)，使井徑儀測(cè)量精度提高、維修保養(yǎng)方便。
文檔編號(hào)G01D5/14GK201381853SQ20092003249
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者張國(guó)輝, 詹保平 申請(qǐng)人:西安威盛電子儀器有限公司