專利名稱：一種機(jī)械式井下測(cè)徑探頭及應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井徑測(cè)試儀，具體涉及一種機(jī)械式井下測(cè)徑探頭及應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
在石油勘探、開(kāi)采過(guò)程中，以及尾礦壩浸潤(rùn)線檢測(cè)中，需要將各類探測(cè)儀表深入到狹長(zhǎng)的套管或圓井中，但是隨著管壁、井壁的銹蝕、結(jié)垢，或因外力原因等等，會(huì)逐漸造成形變，而如果形變過(guò)大，則在將探測(cè)儀表深入進(jìn)狹長(zhǎng)套管或圓井的過(guò)程中，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量?jī)x表的損傷。因此，在將探測(cè)儀表深入進(jìn)狹長(zhǎng)套管或圓井之前，需要對(duì)套管或圓井的內(nèi)部尺寸情況進(jìn)行探測(cè)。傳統(tǒng)的機(jī)械式多臂井徑儀主要是通過(guò)探頭的測(cè)試臂張開(kāi)與閉合帶動(dòng)滑動(dòng)電位器，根據(jù)電位差信號(hào)的變化反饋計(jì)算井徑的變化。但是這種方式由于滑動(dòng)電位器的滑塊可活動(dòng)范圍有限，因此當(dāng)井徑發(fā)生較小變化時(shí)，所引起的電位差信號(hào)的變化量不足以被精確的分析檢測(cè)，導(dǎo)致該種方法的檢測(cè)精度不夠高。目前常用的測(cè)井內(nèi)徑的方法多為超聲法或微波法，通過(guò)反射波的傳播時(shí)間與速度的乘積來(lái)推斷井的內(nèi)半徑。但是這樣的方法，對(duì)于內(nèi)徑較大的管或井，具有較好的效果；而當(dāng)井的內(nèi)徑較小時(shí)，對(duì)探測(cè)器的性能以及體積要求過(guò)于苛刻而無(wú)法適用。另外此種儀器的造價(jià)相對(duì)于機(jī)械式多臂井徑儀而言，造價(jià)也過(guò)于昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有機(jī)械式井下測(cè)徑儀所存在的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種價(jià)格相對(duì)低廉的可精確分析井徑變化的機(jī)械式井下測(cè)徑探頭及應(yīng)用方法。本發(fā)明的具體技術(shù)方案是:
本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)如

圖1所示:在支桿I的上頭裝有吊環(huán)4，在支桿I的下頭裝有配重2，在支桿I上裝有若干組成對(duì)的測(cè)量臂3，即每二個(gè)測(cè)量臂3為一組，以支桿I為軸心成對(duì)稱安裝，各組測(cè)量臂3之間均勻分布成一個(gè)圓周。測(cè)量臂3的結(jié)構(gòu)如圖2所示:在滑桿301的上頭安裝有固定塊A309，固定塊A309上安裝有壓力傳感器308 ;在滑桿301的下頭裝有固定塊B310 ;在滑桿301的中段部位套有滑塊302，滑塊302可以在滑桿301上自由滑動(dòng)；在滑塊302與壓力傳感器308之間用彈簧307連接；在滑塊302上制有聯(lián)接環(huán)A303，在固定塊B310上制有聯(lián)接環(huán)B304，并保證聯(lián)接環(huán)A303到滑桿301的距離與聯(lián)接環(huán)B304到滑桿301的距離相等；聯(lián)接環(huán)A303及聯(lián)接環(huán)B304各自接有一根長(zhǎng)桿305，二根長(zhǎng)桿305的另一端連接在一起且在連接的位置安裝有滾輪306 ;長(zhǎng)桿305的結(jié)構(gòu)如圖3所示，長(zhǎng)桿305的兩端開(kāi)有圓孔，利用長(zhǎng)桿305兩端的圓孔，通過(guò)常規(guī)的連接方式可以使長(zhǎng)桿305之間的連接以及長(zhǎng)桿305分別與聯(lián)接環(huán)A303及聯(lián)接環(huán)B304之間的連接在一定角度范圍內(nèi)能夠自由旋轉(zhuǎn)。測(cè)量臂3通過(guò)固定塊A309及固定塊B310與支桿I連接固定，并保證安裝后滑桿301與支桿I平行。
具體的應(yīng)用方法如下:
當(dāng)本發(fā)明的探頭在使用時(shí)，豎直向下的伸入到欲測(cè)量?jī)?nèi)徑的管井中，由于受到管井壁的束縛作用，滾輪306會(huì)向支桿I方向靠攏，推動(dòng)滑塊302向固定塊A309方向滑動(dòng)并壓縮彈簧307，使壓力傳感器308受力。根據(jù)壓力傳感器308的輸出信號(hào)以及彈簧彈性系數(shù)公式、三角函數(shù)關(guān)系，可以通過(guò)以下計(jì)算公式獲得所測(cè)量井管內(nèi)部的半徑:
聯(lián)接環(huán)A303、聯(lián)接環(huán)B304及滾輪306三者的圓心所構(gòu)成等腰三角形的高h(yuǎn)滿足三角函
數(shù)關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械式井下測(cè)徑探頭，其特征在于: 在支桿I的上頭裝有吊環(huán)4，在支桿I的下頭裝有配重2，在支桿I上裝有若干組成對(duì)的測(cè)量臂3，即每二個(gè)測(cè)量臂3為一組，以支桿I為軸心成對(duì)稱安裝，各組測(cè)量臂3之間均勻分布成一個(gè)圓周； 測(cè)量臂3的結(jié)構(gòu)為:在滑桿301的上頭安裝有固定塊A309，固定塊A309上安裝有壓力傳感器308 ;在滑桿301的下頭裝有固定塊B310 ;在滑桿301的中段部位套有滑塊302，滑塊302可以在滑桿301上自由滑動(dòng)；在滑塊302與壓力傳感器308之間用彈簧307連接；在滑塊302上制有聯(lián)接環(huán)A303，在固定塊B310上制有聯(lián)接環(huán)B304 ;聯(lián)接環(huán)A303及聯(lián)接環(huán)B304各自接有一根長(zhǎng)桿305，二根長(zhǎng)桿305的另一端連接在一起且在連接的位置安裝有滾輪 306。
2.使用權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械式井下測(cè)徑探頭的應(yīng)用方法，其特征是: 探頭在使用時(shí)，豎直向下的伸入到欲測(cè)量?jī)?nèi)徑的管井中，由于受到管井壁的束縛作用，滾輪306會(huì)向支桿I方向靠攏，推動(dòng)滑塊302向固定塊A309方向滑動(dòng)并壓縮彈簧307，使壓力傳感器308受力；根據(jù)壓力傳感器308的輸出信號(hào)，可以通過(guò)以下計(jì)算公式獲得所測(cè)量井管內(nèi)部的半徑R:
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種機(jī)械式井下測(cè)徑探頭及應(yīng)用方法，通過(guò)壓力傳感器所檢測(cè)到的彈簧壓力來(lái)間接推算管井內(nèi)徑尺寸，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易、維護(hù)方便、分析靈敏、測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。避免了傳統(tǒng)的機(jī)械式井徑儀采用滑動(dòng)電位器間接檢測(cè)導(dǎo)致分析靈敏度不高的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B5/12GK103195412SQ20131009212
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者張偉, 佟超, 肖憲東, 畢文, 王群, 杜國(guó)軍, 呂懷振, 孫天澳, 王羨, 張帥, 王文田, 茍強(qiáng)源, 蔣寶慶, 呂健, 叢浩杰 申請(qǐng)人:丹東東方測(cè)控技術(shù)有限公司