CN101532381A - 一种基于涡流感应技术的减振短节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于涡流感应技术的减振短节，包括上盖、外筒、悬挂器、机芯、有色金属运动件、强磁永磁体、上连接头、有色金属材质的活塞和下连接头。选取强磁性永磁体作为静止件，放置于静止杆件上，有色金属件为运动配合件，放置于运动杆件或机芯上。当双方有相对运动时，有色金属切割强磁永磁体的磁力线，有色金属内产生感应电流，即涡流，涡流产生一个新的磁场，涡流磁场方向与强磁永磁体的磁场方向相反，磁场相反就将阻碍二者进一步的相对运动。这种减振短节结构简单，适用于各种各样的振动和冲动，如振幅恒定而频率变化的振动，频率恒定而振幅变化的振动，以及高速大惯性冲击等优点。

Description

一种基于涡流感应技术的减振短节

技术领域

本发明涉及测量仪器领域，尤其涉及一种基于涡流感应技术的减振短节。

背景技术

石油钻井行业中，对于测量仪器的减振，常用的方法有利用弹簧的弹性，或者橡胶的弹性，或者是钻井液的流动，或者是液压油在仪器内部的受控流动，或者是上述方法的组合使用。上述方法，大体可归纳为两类：一是依靠弹性介质的特性，起到给仪器减振的目的；二是利用液体介质从小孔或缝隙中流过时，小孔或缝隙对液体介质所具有的阻尼作用，来控制流速，使液体在短时间内流量减小，以达到运动部件减速的目的，即实现减振。

但上述两类方法，都存在固有的不可克服的缺点。第一类，使用弹性介质连接的仪器部件，有一个共振的问题。仪器工作环境中的振动，是非常不规则的，振动频率范围是从几赫兹到上百赫兹。如果仪器部件的固有频率与振动频率正好吻合，则会产生共振，不但不能起到减振的目的，还会加剧振动，直到仪器无法正常测量，以致损坏。第二类，液体介质，减振只能是在单方向上实现，或者是纵向，或者是横向。并且，减振效果取决于所开小孔或缝隙的面积，一旦面积确定，减振所起效的振动速度范围也就确定。振动速度过大时，也起不到应有的减振效果。

为解决旧有减振方法效果欠佳的问题，我们分析了各种基本物理原理，从力学、热学、电学的大堆原理中，搜寻并验证了一种减振效果极佳的方法：根据电磁学中最基本的物理原理——楞次定理，当磁体与金属导体(有色金属)相对运动时，金属导体(有色金属)切割磁力线，激发涡流，涡流所产生的磁场抗拒磁体的运动，运动必然减速，从而实现减振。

发明内容

本发明的主要目的是提供基于涡流感应技术的减振方法，以解决多年来石油等领域的测量仪器无法良好抗振的问题。

本发明提供一种基于涡流感应技术的减振短节，由上盖、外筒、悬挂器、机芯、有色金属运动件、强磁永磁体、上连接头、有色金属材质的活塞和下连接头组成。

所述减振短节根据测量仪器的特点，以及强磁永磁体与仪器的相互关系，选取强磁性永磁体作为静止件，放置于静止杆件上，有色金属件为运动配合件，放置于运动杆件或机芯上。有色金属运动件放置在活塞的底部，强磁永磁体放置在活塞缸的底部，当活塞与活塞缸相对运动时，减振效果显现。

当双方有相对运动时，有色金属切割强磁永磁体的磁力线，有色金属内产生感应电流，即涡流，涡流产生一个新的磁场，涡流磁场方向与强磁永磁体的磁场方向相反，磁场相反就将阻碍二者进一步的相对运动。相对于永磁体，有色金属件的快速接近或快速离开，都将受到阻碍，快速接近变为匀速接近，快速离开变为匀速离开。

这种基于涡流感应技术的减振短节的优点，包括：

1.工作原理明确，运用涡流感应的原理来减振，而不是运用传统意义上橡胶和弹簧等材料的弹性特性。

2.构成减振关系的两种材料——强磁永磁体和有色金属(铜或铜合金，铝或铝合金)，易于获得。

3.结构简单，只是在传统仪器连接关系的基础上增加了一个强磁永磁体零件和一个有色金属配合件。

4.适用于各种各样的振动和冲动，如振幅恒定而频率变化的振动，频率恒定而振幅变化的振动，以及高速大惯性冲击等等。

5.减振材料没有寿命限制，不受外界高温高压环境的影响，可以无限期使用下去。

6.不仅对于常用的吊测、投测、浮测等测斜方式有效，对于随钻测量仪器的减振，效果亦相当显著。

7.大幅度提高了每次测量的成功率，大大减少了仪器的损坏情况。

附图说明

图1本发明的一种连接结构示意图；

图2本发明测量仪器实施过程中连接减振短节的示意图；

图3本发明一种基于涡流感应技术的减振短节的结构示意图。

图4本发明一种基于涡流感应技术的减振短节在二者在接近时的结构示意图；

图5是本发明的减振方法原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图对此减振方法进行详细的说明。

图1和图2表示了仪器的同一种连接方式，减振元件已做到内部结构中。如图1所示，工作过程基本如下：在仪器下井后，由于悬挂器存在弹性，受到振动或冲击时，机芯会在外筒内上下往复运动，从而有色金属运动件时而远离强磁永磁体，时而接近强磁永磁体，远离和接近都将被阻碍。实际测试中，发现减振后的运动非常平稳。图2所示的是最恶劣的情况，悬挂器突然断裂，仪器下落过程中，有色金属运动件向强磁永磁体冲去，在此过程中，机芯得到减振。

图3和图4表示的是一种独立的减振短节，内部使用了本发明的减振方法。有色金属运动件放置在活塞的底部，强磁永磁体放置在活塞缸的底部，当活塞与活塞缸相对运动时，减振效果显现。图中表示了二者远离时的情形。工作过程中，活塞与活塞缸的相对运动，带动有色金属件与强磁永磁体的相对运动，产生的减振效果体现在活塞与活塞缸上。有种工作状态：一种是活塞与活塞缸在远离位置时，有接近靠拢的趋势；另一种是活塞与活塞缸在接近位置时，有远离和离开的趋势。此种方式最适合用在随钻测量仪器中。

图5为减振方法原理图，图示的情形为二者相对运动接近时。二者相对运动远离时，原理同此。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的系统及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种基于涡流感应技术的减振短节，其特征在于，包括：

上盖、外筒、悬挂器、机芯、有色金属运动件、强磁永磁体、上连接头、有色金属材质的活塞和下连接头。

2.根据权利要求1所述的减振短节，其特征在于，所述减振短节，选取强磁性永磁体作为静止件，放置于静止杆件上，有色金属件为运动配合件，放置于运动杆件或机芯上。

3.根据权利要求2所述的减振短节，其特征在于，所述减振短节在传统仪器连接关系的基础上增加了一个强磁永磁体零件和一个有色金属配合件。

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