CN109989720B - 一种万向极板推靠器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种万向极板推靠器,包括主基体,和沿主基体轴向对称安装的多个推靠臂,推靠臂包括极板模块和旋转主臂、滑动主臂,推靠臂沿主基体的轴向间隔布置有两组,每组设置有四个,两组在圆周方向上相互错开;所述极板模块包括矩形的中空框架,相对安装在框架的两端的左连接头和右连接头,安装在所述框架内且可相对所述左接头和所述右接头方向倾斜的块状顶板,所述顶板的底面朝向所述主基体,顶面在水平面上凸出于所述框架,且所述顶面为中间高四周低的弧形。本发明使得极板模块具备四个方向上的角度调整,大大提高了对不同形状井壁的适应性,进而提高了整个推靠臂支撑主基体时的稳定性,方便了仪器测试,提高了测试精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油勘探工具,尤其涉及一种能够提高与井壁支撑时稳定性的万向极板推靠器。
背景技术
随着石油行业的发展,石油开采勘探技术也不断更新,推靠器一直是石油勘探领域中勘探设备的一个重要组成部分,用于测量当前钻井的各种数据,如倾斜度。现有的推靠器都是利用多根对称分布在主基体外围的推靠臂与井壁进行接触,以支撑主基体在井下进行各种测量。
现有的推靠臂一般包括一个与井壁接触的极板,和连接在极板两端分别与主基体连接的支臂,两个支臂的在支撑过程中的转动步骤一致,即极板与支臂形成的等腰梯形状,不论井壁形状如何变化,其都能通过变化等腰梯形的高度来适应,这种支撑结构下,一旦极板当前的支撑点不稳定,则易降低主基体的稳定性,从而影响测量结果,而极板与支撑点的稳定程度是由极板与支撑点的贴合面积确定的,这就需要极板根据不同倾斜面的支撑点调整贴合角度,但目前的极板只能相对极板的连接点径向调整倾斜角度,适应性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高与井壁支撑时稳定性的八臀推靠器。
特别地,本发明提供一种能够提高支撑稳定性的八臀推靠器,包括用于安装井下测量设备的柱形主基体,和沿所述主基体的外圆周轴向对称安装的推靠臂,所述推靠臂包括用于和井壁进行接触的极板模块,活动连接所述极板模块和所述主基体的旋转主臂和滑动主臂,所述推靠臂沿所述主基体的轴向间隔布置有两组,每组设置有四个,两组在圆周方向上相互错开;
所述极板模块包括矩形的中空框架,相对安装在所述框架的两端且可相对所述框架转动的左接头和右接头,安装在所述框架内且可向所述左接头和所述右接头方向倾斜的块状顶板,所述顶板的底面朝向所述主基体,顶面在水平面上凸出于所述框架,且所述顶面为中间高四周低的弧形。
在本发明的一个实施方式中,所述左接头和所述右接头分别为U形结构,在底板上设置有通孔,在所述框架长度方向相对的两端分别设置有限制孔和贯穿孔;
所述限制孔位于外部的端口处设置有带环形凹槽的固定柱,所述左接头利用通孔套在所述固定柱上,在所述环形凹槽处卡有防止所述左接头脱出的卡圈;
所述右接头通过带有径向孔的销轴插入通孔和所述贯穿孔后与所述框架连接,在所述框架上设置有由径向穿过所述贯穿孔的固定孔,在所述固定孔内插有同时穿过所述贯穿孔和所述径向孔的固定件。
在本发明的一个实施方式中,所述固定件为一端带有内螺纹孔的销杆,在所述销杆的内螺纹孔内拧有将所述销杆固定在所述固定孔内螺栓。
在本发明的一个实施方式中,在所述顶板与所述限制孔对应的位置处安装有挡杆,所述挡杆伸入所述限制孔内,且所述挡杆的直径小于所述限制孔的直径。
在本发明的一个实施方式中,所述档杆为台阶型轴,其中直径大的一端安装在所述顶板上的凹孔中,直径小的一端插入所述限制孔中。
在本发明的一个实施方式中,所述顶板与所述框架宽度方向相对的两侧分别设置有插入所述框架内的固定轴,使所述顶板能够以所述固定轴为支点旋转。
在本发明的一个实施方式中,在所述固定轴两侧的所述顶板上分别设置有两个凹坑,在所述框架与所述凹坑相对的位置分别设置有伸入所述凹坑内的限制杆,所述凹坑的宽度大于所述限制杆的直径。
在本发明的一个实施方式中,所述框架由左框架和右框架拼接形成,所述限制孔和所述贯穿孔位于所述左框架上。
在本发明的一个实施方式中,所述左框架和所述右框架的接触端为相互倾斜的斜面,所述左框架和所述右框架通过穿过两者斜面的螺栓固定在一起。
在本发明的一个实施方式中,所述框架相对所述左接头和所述右接头的旋转角度为±15°;所述顶板相对所述左搓头和所述右接头的旋转角度为±3°。
本发明使得极板模块具备四个方向上的角度调整,大大提高了对不同形状井壁的适应性,进而提高了整个推靠臂支撑主基体时的稳定性,方便了仪器测试,提高了测试精度。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的八臂推靠器结构示意图;
图2是图1中一个推靠臂的安装结构示意图;
图3是图1的左视图;
图4是本发明一个实施方式的极板模块结构示意图;
图5是图4的俯视图;
图6是图5的A-A剖视图;
图7是图4所示框架的径向旋转示意图;
图8是图4中所示顶板的倾斜状态示意图。
具体实施方式
如图1所示,本发明一个实施方式提供一种能够提高支撑稳定性的万向极板推靠器,其包括用于安装井下测量设备的柱形主基体10,和沿主基体10的外圆周轴向对称安装的多个推靠臂20,每个推靠臂20分别包括用于和井壁进行接触的极板模块5,活动连接极板模块5和主基体10的旋转主臂22和滑动主臂23,多个推靠臂20沿主基体10的轴向间隔布置有两组,每组设置有四个,四个推行臂相互之间为90度夹角,上下两组推行臂在圆周方向上相互错开,如图3所示,错开的角度为45度。
如图2所示,该主基体10上分别设置有与每个推靠臂20的两端连接且可轴向移动的短活塞杆25和长活塞杆26,主基体10上设置有用于安装相应活塞杆和其它部件的轴向安装腔体;其中主基体10上安装短活塞杆25和长活塞杆26的腔体处分别设置有用于推动短活塞杆25和长活塞杆26往复移动的扩张液压腔11和收缩液压腔12,在短活塞杆25处还安装有测量短活塞杆25移动距离的位移装置13,根据位移装置13的测量结果可以确定每个推靠臂20当前张开的角度,从而可对对应的推靠臂20进行单独张开角度控制,使安装在该推靠臂20处的测量仪器能够处于最合适的测量位置处,以提高测量结果。这里的短活塞杆25和长活塞杆26的限定仅是一种描述方式,具体使用中,可以是两个同样长度的活塞杆,也可以是任意一端为长或短活塞杆。
每个推靠臂20两端的短活塞杆25和长活塞杆26的扩张液压腔11分别通过一根扩张管31与控制液压油的动力总成30连接,而各收缩液压腔12相互连通且通过一根收缩管32与动力总成30连接;使动力总成30能够单独对相应的扩张液压腔11注入液压油来调整相应的推靠臂20扩张角度,实现单独控制指定推靠臂20扩张的目的。本方案中,各推靠臂20的收缩液压腔12采用一根管路相互连通,使所有推靠臂20的收缩实现同时收缩。
本实施方式中同一推靠臂20两端的扩张液压腔11是同时注油或排油,即短活塞杆25和长活塞杆26是同时相向运动或同时相背运动。同样,同一推靠臂20两端的收缩液压腔12也是同时注油或排油,使短活塞杆25和长活塞杆26同时同步运动。
如图4、5所示,其中的极板模块5包括矩形的中空框架51,相对安装在框架51的两端且可相对框架51转动的左接头52和右接头53,以及安装在框架51内且可相对左接头52和右接头53方向活动倾斜的块状顶板54。
其中的左接头52直接或通过连接件与旋转主臂22轴连接,右接头53直接或通过连接件与滑动主臂23轴连接,安装后的顶板54的底面朝向主基体10,顶面在水平面上凸出于框架51,且顶面为中间高四周低的弧形,以便更好的与起伏不定的井壁接触。
安装后的旋转主臂22和滑动主臂23以连接轴为支点相对左接头52和右接头53可进行旋转,该旋转方向即与推靠臂20的收缩和扩展方向相同。而左接头52和右接头53与框架51之间为转动连接,便得框架51可以在与左接头52和右接头53连接的情况下实现径向上的转动,该转动即可使顶板54在与井壁接触时,根据井壁的倾斜状态调整自身的接触面,尽量与井壁的形状贴合。而顶板54安装在框架51内后,能够在受力时,以安装点为支点向左接头52或右接头53方向倾斜。本实施方式中,如图7所示,框架51相对左接头52和右接头53的旋转角度为±15°。
上述结构使得极板模块5具备四个方向上的角度调整,大大提高了对不同形状井壁的适应性,进而提高了整个推靠臂支撑主基体时的稳定性,方便了仪器测试,提高了测试精度。
具体的左接头52和右接头53的结构分别为U形结构,分别包括两个与旋转主臂22和滑动主臂23夹持连接的侧板,和与框架51固定的底板,在底板部上设置有通孔,如图6所示,框架51在长度方向相对的两端分别设置有限制孔511和贯穿孔512。
在框架51的限制孔55朝向左接头52的一端,设置有凸出且带环形凹槽的固定柱513,左接头52利用底板上的通孔套在固定柱513上,然后利用卡圈521或C形卡子卡在环形凹槽处以将左接头52限制在固定柱513上;该结构能够使连接后的左接头52和框架51实现相对转动。
右接头53通过带有径向孔的销轴531插入右接头53上的通孔和框架51上的贯穿孔512后与框架51连接,在框架51与贯穿孔512对应的位置处,设置有从径向上穿过贯穿孔512的固定孔,即在框架51上,贯穿孔512和固定孔形成一个十字形交叉通道,在固定孔内插有同时穿过贯穿孔512和径向孔的固定件,将销轴531固定在贯穿孔512内,以将右接头53与框架51连接在一起,并被限制不能脱离。
具体的固定件可为一端带有内螺纹孔的销杆532,当销杆532插在固定孔内时,另一端通过螺栓533拧入销杆532的内螺纹孔中,将销杆532固定在框架51上。
为限制顶板54的倾斜角度,在顶板54与限制孔511对应的位置处安装有挡杆55,挡杆55由顶板54向限制孔511方向延伸并伸入限制孔511内,挡杆55的直径小于限制孔511的直径;当顶板54受力倾斜一定角度时,挡杆55会与限制孔511的侧壁接触,从而限制了顶板54进一步的倾斜。具体限制顶板54倾斜的角度大小,可以通过调整限制孔511的直径大小或是挡杆55的直径大小实现。本实施方式中,如图8所示,限制顶板54相对左接头52和右接头53的倾斜角度为±3°。
档杆55的结构可以为台阶型的轴状杆,其中直径大的一端插在设于顶板54上的凹孔中,直径小的一端插入限制孔511中。本结构方便安装,不需要直接在顶板上制作挡杆。
为方便固定顶板54,在顶板54与左接头52和右接头53垂直的两侧分别设置有一根凸出的固定轴541,在框架51与固定轴541对应的位置设置有通孔,安装后的顶板54通过两侧的固定轴541与框架51连接,并能够以固定轴541为支点相对左接头52和右接头53方向旋转。
为限制顶板54的旋转角度,在固定轴541两侧的顶板54上分别设置有两个凹坑,在框架51与凹坑相对的位置分别设置有伸入凹坑内的限制杆516,凹坑的宽度大于限制杆516的直径。当顶板54旋转时,限制杆516在凹坑内移动,最终被凹坑的侧壁挡住,从而限制顶板54的进一步旋转。具体限制的角度可以根据凹坑的宽度或是限制杆516的直径来调整。此外,这里虽然是将凹坑设置在顶板54上,在其它的实施方式中,也可以将限制杆516设置在顶板54上,而凹坑设置在框架51上。该结构可以与前述的挡杆55结构配合来提高限制顶板54旋转后的支撑强度。
为方便将顶板54安装至框架51内,框架51可以由左框架515和右框架514拼接形成,其中,限制孔511和贯穿孔512至少需要同时位于一个框架上,本实施方式是同时将限制孔511和贯穿孔512设置在左框架515上。该结构可以使顶板54先安装在左框架515上,然后再闭合右框架514,降低安装难度。
相互拼接的左框架515和右框架514的接触端可以为相互倾斜的斜面,两者接触后形成一个完整的形状,接1触后的左框架515和右框架514通过同时穿过两者斜面的螺栓固定在一起。
至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (9)
1.一种万向极板推靠器,包括用于安装井下测量设备的柱形主基体,和沿所述主基体的外圆周轴向对称安装的推靠臂,所述推靠臂包括用于和井壁进行接触的极板模块,活动连接所述极板模块和所述主基体的旋转主臂和滑动主臂,其特征在于,所述推靠臂沿所述主基体的轴向间隔布置有两组,每组设置有四个,两组在圆周方向上相互错开;
所述极板模块包括矩形的中空框架,相对安装在所述框架的两端且可相对所述框架转动的左接头和右接头,安装在所述框架内且可向所述左接头和所述右接头方向倾斜的块状顶板,所述顶板的底面朝向所述主基体,顶面在水平面上凸出于所述框架,且所述顶面为中间高四周低的弧形;
所述左接头和所述右接头分别为U形结构,在与框架固定的底板上设置有通孔,在所述框架长度方向相对的两端分别设置有限制孔和贯穿孔;
所述限制孔位于外部的端口处设置有带环形凹槽的固定柱,所述左接头利用通孔套在所述固定柱上,在所述环形凹槽处卡有防止所述左接头脱出的卡圈;
所述右接头通过带有径向孔的销轴插入通孔和所述贯穿孔后与所述框架连接,在所述框架上设置有由径向穿过所述贯穿孔的固定孔,在所述固定孔内插有同时穿过所述贯穿孔和所述径向孔的固定件。
2.根据权利要求1所述的万向极板推靠器,其特征在于,
所述固定件为一端带有内螺纹孔的销杆,在所述销杆的内螺纹孔内拧有将所述销杆固定在所述固定孔内螺栓。
3.根据权利要求1所述的万向极板推靠器,其特征在于,
在所述顶板与所述限制孔对应的位置处安装有挡杆,所述挡杆伸入所述限制孔内,且所述挡杆的直径小于所述限制孔的直径。
4.根据权利要求3所述的万向极板推靠器,其特征在于,
所述挡杆为台阶型轴,其中直径大的一端安装在所述顶板上的凹孔中,直径小的一端插入所述限制孔中。
5.根据权利要求1所述的万向极板推靠器,其特征在于,
所述顶板与所述框架宽度方向相对的两侧分别设置有插入所述框架内的固定轴,使所述顶板能够以所述固定轴为支点旋转。
6.根据权利要求5所述的万向极板推靠器,其特征在于,
在所述固定轴两侧的所述顶板上分别设置有两个凹坑,在所述框架与所述凹坑相对的位置分别设置有伸入所述凹坑内的限制杆,所述凹坑的宽度大于所述限制杆的直径。
7.根据权利要求1所述的万向极板推靠器,其特征在于,
所述框架由左框架和右框架拼接形成,所述限制孔和所述贯穿孔位于所述左框架上。
8.根据权利要求7所述的万向极板推靠器,其特征在于,
所述左框架和所述右框架的接触端为相互倾斜的斜面,所述左框架和所述右框架通过穿过两者斜面的螺栓固定在一起。
9.根据权利要求1所述的万向极板推靠器,其特征在于,
所述框架相对所述左接头和所述右接头的旋转角度为±15°;所述顶板相对所述左接头和所述右接头的旋转角度为±3°。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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