CN106064376B - 放射源的维护系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放射源的维护系统，用于对随钻测井仪器的放射源进行装卸、保养、检漏，包括：中控车；升降台，安装在中控车上；抓取臂，安装在升降台上，升降台可带动抓取臂左右、前后和上下移动；源罐架和检漏清洗源台，均安装在中控车上；和远程控制单元。本发明提供的放射源的维护系统，能满足技术人员在远离放射源的场所,通过视频监控，利用电脑通过无线或有线控制,实现放射源的装卸、保养以及检漏工作，从而避免技术人员的近距离照射。

Description

放射源的维护系统

技术领域

本发明涉及石油开采设备技术，尤指一种放射源的维护系统。

背景技术

放射性测井是一项重要的测井手段，它可以计算地层的孔隙度并辨别其中流体性质、判断岩石性质。在随钻测井作业中放射性仪器使用的频率很高。

2013年3月，湛江基地随钻测井仪器放射源遭粘扣而无法用常规方式从仪器本体取出。事情发生之后，相关部门分析总结后，采取了一系列预防措施。例如：清洗剂喷射清洗丝扣装置以及超声波清洗装置。这些发明的应用的确保证了放射源丝扣的清洁、并有效的降低了粘扣的可能性，但是同时也存在一个问题，所有的装置都需要人工去操作完成，意味着人员被照射时间变长了。实际测量证明：放射源的装卸、保养、检漏工作都须人工近距离完成，清洗放射源丝扣进行装卸被照射的计量超过不清洗装卸源的计量可高达几倍。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种放射源的维护系统，能满足技术人员在远离放射源的场所,通过视频监控，利用电脑通过无线或有线控制,实现放射源的装卸、保养以及检漏工作，从而避免技术人员的近距离照射。

为了达到本发明目的，本发明提供了一种放射源的维护系统，用于对随钻测井仪器的放射源进行装卸、保养、检漏，包括：中控车；升降台，安装在所述中控车上；抓取臂，安装在所述升降台上，所述升降台可带动所述抓取臂左右、前后和上下移动；源罐架和检漏清洗源台，均安装在所述中控车上；和远程控制单元。

可选地，所述升降台包括：三组两两垂直的光轴丝杆滑台，用以实现所 述抓取臂左右、前后和上下移动。

可选地，所述抓取臂包括：步进电机、减速器、柔性短节和抓取机构。

可选地，所述抓取机构包括：刚性爪子；具有贯通孔的居中铜头，所述刚性爪子安装在所述居中铜头内、并可伸出所述贯通孔；管套，其一端与所述居中铜头相连接、另一端连接推杆电机安装外套；所述推杆电机安装外套；第一拉杆，安装在所述管套内，且其一端与所述刚性爪子相连接、另一端连接第二拉杆；所述第二拉杆，一端位于所述管套的外侧、另一端伸入所述管套内；和限位卡，安装在所述管套上、并位于所述第一拉杆和第二拉杆相连接的位置处，且所述第二拉杆与所述限位卡铰接。

可选地，所述远程控制单元包括：系统电子线路部分；和无线控制部分，与所述系统电子线路部分相电连接。

可选地，所述系统电子线路部分包括一个5V和24V的双开关电源、一个30V的开关电源、一个可编程控制器、四个步进电器驱动器、三个驱动滑台的步进电机、一个直流推杆电机和一个带减速器的步进电机。

可选地，所述无线控制部分包括电脑、无线路由器、无线控制模块和无线监视器。

与现有技术相比，本发明提供的放射源的维护系统，能满足技术人员在远离放射源的场所,通过视频监控，利用电脑通过无线或有线控制,实现放射源的装卸、保养以及检漏工作，从而避免技术人员的近距离照射。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明一个实施例所述的放射源的维护系统的主视结构示意图；

图2为图1所示的放射源的维护系统的俯视结构示意图；

图3为图1中光轴丝杆滑台的主视结构示意图；

图4为图1中光轴丝杆滑台的俯视结构示意图；

图5为图1中抓取臂的剖视结构示意图；

图6为本发明所述的放射源的维护系统的系统电子线路部分的框架图；

图7为图6中系统电子线路部分的控制器与驱动器接线图；

图8为驱动器接口功能和使用描述的说明图；

图9为16路WIFI控制继电器的设置说明图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1中控车，2升降台，21光轴丝杆滑台，22 57步进电机，3抓取臂，31刚性爪子，32居中铜头，33管套，34推杆电机安装外套，35第一拉杆，36第二拉杆，37限位卡，38推杆电机，39旋转电机，40万向平衡轮，5源罐架，6检漏清洗源台，7源堵头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面结合附图描述本发明一些实施例的放射源的维护系统。

如图1至图5所示，本发明提供的放射源的维护系统，用于对随钻测井仪器的放射源进行装卸、保养、检漏，包括：中控车1；升降台2，安装在中控车1上；抓取臂3，安装在升降台2上，升降台2可带动抓取臂3左右、前后和上下移动；源罐架5和检漏清洗源台6，均安装在中控车1上；和远程控制单元。

本发明提供的放射源的维护系统，能满足技术人员在远离放射源的场所,通过视频监控，利用电脑通过无线或有线控制,实现放射源的装卸、保养以及检漏工作，从而避免技术人员的近距离照射。

该系统以中控车1为载体，可移动的升降台2为执行机构，前端装有源罐架5和检漏清洗源台6的辅助机构。

可选地，升降台2包括：三组两两垂直的光轴丝杆滑台21，用以实现抓取臂3左右、前后和上下移动。

可移动的升降台，由三组带57步进电机22的光轴丝杆滑台组成，包含X轴(有效行程400mm)，Y轴(有效行程800mm)，Z轴(有效行程800mm)三轴的直线运动，实现抓取臂3左右、前后、上下全方位的移动。(注：三轴的直线导轨水平承载56kg，垂直承载12kg，行走速度1～50mm/s，重复精度0.1mm。)

可选地，抓取臂3包括：步进电机、减速器、柔性短节和抓取机构。

可选地，如图5所示，抓取机构包括：刚性爪子31；具有贯通孔的居中铜头32，刚性爪子31安装在居中铜头32内、并可伸出贯通孔；管套33，其一端与居中铜头32相连接、另一端连接推杆电机安装外套34；推杆电机安装外套34；第一拉杆35，安装在管套33内，且其一端与刚性爪子31相连接、另一端连接第二拉杆36；第二拉杆36，一端位于管套33的外侧、另一端伸入管套33内；和限位卡37，安装在管套33上、并位于第一拉杆35和第二拉杆36相连接的位置处，且第二拉杆36与限位卡37铰接。

抓取臂，由42步进电机、1:13.6减速器、柔性短节和抓取机构组成。抓取机构的刚性爪子在圆周向等距分布6片，能夹住放射源蘑菇头，其前端为24MM六方套筒；两种外径的居中铜头，能实现在中子源罐和密度源罐口的居中，与刚性爪子连接的第一拉杆和第二拉杆能实现爪子抓紧、放松，铝合金外套，推杆电机安装外套。

可选地，所述远程控制单元包括：系统电子线路部分；和无线控制部分，与所述系统电子线路部分相电连接。

可选地，所述系统电子线路部分包括一个5V和24V的双开关电源、一 个30V的开关电源、一个可编程控制器、四个步进电器驱动器、三个驱动滑台的步进电机、一个直流推杆电机和一个带减速器的步进电机。

系统电子线路主要组成：一个5V和24V的双开关电源、一个30V开关电源、一个可编程控制器、四个步进电器驱动器、三个驱动滑台的步进电机、一个直流推杆电机、一个带减速器的步进电机(减速比为1：13.6，最大扭矩20N.M，最慢0.5圈/秒)。

可编程控制器，本系统需要实现八个方向控制,所以需要匹配合适功能的控制器，HC130功能符合要求。它采用高性能32位CPU,驱动装置采用细分步进电机，配备液晶显示屏幕，全封闭键盘操作，具有精度高，可靠性高，操作方便等特点。

步进电机驱动器，2H405D步进电机驱动器主要用于驱动57型、相电流为4A及以下的二相混合式电机。其运行步数(细分数)达到15类，最大步数2.5万，通过拨位开关的第5-8位来设定步数。具有相位记忆功能，自动半电流功能。本驱动器可以输出的最大电流为4.2A(峰值)，可以很方便的通过拨位开关的第1-3位来设定需要的输出电流(可以设定8档电流，设定分辨率0.45A)。(注：本驱动器为直流供电，下限值DC24V，上限值DC50V。)

2H405D步进电机驱动器相数：2相，细分数：15类细分最大细分数125、最大步数25000，输出电流范围：1A～4.2A(峰值)、8档可调、分辨率0.45A；供电电源上下限及典型值：DC(24-50)V、典型值DC36V、功率不小于100W；机身尺寸重量：112×76×34(mm*mm*mm)、0.27㎏；大小：小型。

驱动器接口和功能：见图8所示。

可选地，所述无线控制部分包括电脑、无线路由器、无线控制模块和无线监视器。

无线控制部分由电脑、大功率无线路由器、无线控制模块、无线监视器组成。

作用机理：首先利用无线路由器建立局域网，然后分别将电脑、无线控制模块以及无线监视器加入到路由器建立的网络中(以上设备都可用有线连接)。整个系统的所有动作都由无线控制模块下发命令，控制器接收到命令 后，驱动器才开始输出脉冲，步进电机开始动作，可移动升降台具体位置由人工通过视频来监视并发出指令实现运动。

无线控制模块中选用的控制器为16路wifi控制的继电器，其工作电压12V，最大工作电流10A；同时将16路控制分别定义成该系统所需的功能及方向，包括：向左、向右；后退、前进；上升、下降；夹紧、放松；正转、反转；复位等。

16路WIFI控制继电器：见图9所示。

其中，图6为本发明所述的放射源的维护系统的系统电子线路部分的框架图；图7为图6中系统电子线路部分的控制器与驱动器接线图。

综上所述，本发明提供的放射源的维护系统，能满足技术人员在远离放射源的场所,通过视频监控，利用电脑通过无线或有线控制,实现放射源的装卸、保养以及检漏工作，从而避免技术人员的近距离照射。

在本发明的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种放射源的维护系统，用于对随钻测井仪器的放射源进行装卸、保养、检漏，其特征在于，包括：

中控车(1)；

升降台(2)，安装在所述中控车(1)上；

抓取臂(3)，安装在所述升降台(2)上，所述升降台(2)可带动所述抓取臂(3)左右、前后和上下移动；

源罐架(5)和检漏清洗源台(6)，均安装在所述中控车(1)上；和

远程控制单元；

所述抓取臂(3)包括：步进电机、减速器、柔性短节和抓取机构；所述抓取机构包括：

刚性爪子(31)；

具有贯通孔的居中铜头(32)，所述刚性爪子(31)安装在所述居中铜头(32)内、并可伸出所述贯通孔；

管套(33)，其一端与所述居中铜头(32)相连接、另一端连接推杆电机安装外套(34)；

所述推杆电机安装外套(34)；

第一拉杆(35)，安装在所述管套(33)内，且其一端与所述刚性爪子(31)相连接、另一端连接第二拉杆(36)；

所述第二拉杆(36)，一端位于所述管套(33)的外侧、另一端伸入所述管套(33)内；和

限位卡(37)，安装在所述管套(33)上、并位于所述第一拉杆(35)和第二拉杆(36)相连接的位置处，且所述第二拉杆(36)与所述限位卡(37)铰接。

2.根据权利要求1所述的维护系统，其特征在于，所述升降台(2)包括：三组两两垂直的光轴丝杆滑台(21)，用以实现所述抓取臂(3)左右、前后和上下移动。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的维护系统，其特征在于，所述远程控制单元包括：

系统电子线路部分；和

无线控制部分，与所述系统电子线路部分相电连接。

4.根据权利要求3所述的维护系统，其特征在于，所述系统电子线路部分包括一个5V和24V的双开关电源、一个30V的开关电源、一个可编程控制器、四个步进电器驱动器、三个驱动滑台的步进电机、一个直流推杆电机和一个带减速器的步进电机。

5.根据权利要求3所述的维护系统，其特征在于，所述无线控制部分包括电脑、无线路由器、无线控制模块和无线监视器。