CN212030556U - 一种分离式探管及具有其的随钻陀螺测斜仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种分离式探管及具有其的随钻陀螺测斜仪，该分离式探管包括旋转惯性体、电子仓和连接器，所述电子仓内设有电路板，所述旋转惯性体通过所述连接器与所述电子仓的所述电路板电气连接。应用本实用新型的技术方案，将旋转惯性体和电子仓分为两部分，并通过连接器将旋转惯性体和电子仓的电路板进行电气连接，在其中某一部分损坏时，直接脱开连接器即可，拆卸方便。

Description

一种分离式探管及具有其的随钻陀螺测斜仪

技术领域

本实用新型涉及随钻陀螺测斜技术领域，尤其涉及一种分离式探管及具有其的随钻陀螺测斜仪。

背景技术

随着世界石油资源的日益紧张，海上油田丛式井开发效率要求越来越高，丛式井钻井中井眼轨迹的精确测量越来越显示出其重要性，这就需要有高精度的油井陀螺测斜系统(用于套管或钻柱内高精度测量)。

在海上丛式井(特别是高密度丛式井、丛式加密井等)钻井过程中，由于所钻井眼与邻井间距可能小于1米，邻井套管产生磁性干扰，传统的基于磁性测量的随钻系统已无法正常使用，所以亟需研制出基于对地球自转角速率进行姿态测量的小口径随钻陀螺测斜系统。

随钻陀螺测斜仪区别于传统的磁性随钻测斜仪，主要采用小光纤陀螺仪和加速度计作为惯性传感器，通过测量自转角速率和地球重力加速度，获得探管的姿态，作为井下钻具的姿态数据。

探管是整个随钻陀螺测斜仪的核心，井下工作环境十分恶劣，探管作为整个仪器的核心部件，需要经常进行维修。目前的探管都是一体式的，维修时拆卸十分不方便。

发明内容

本实用新型提供了一种分离式探管及具有其的随钻陀螺测斜仪，能够解决现有的一体式探管维修拆卸不便的技术问题。

本实用新型的一方面，提供了一种分离式探管，该探管包括旋转惯性体、电子仓和连接器，所述电子仓内设有电路板，所述旋转惯性体通过所述连接器与所述电子仓的所述电路板电气连接。

优选的，所述旋转惯性体包括电机外罩、电机、减速组件、减速仓、传感器骨架、角速度传感器、外套筒、加速度传感器、连接轴、滑环、支撑座、支撑座和编码器，所述电机设置于所述电机外罩内，且所述电机的轴从所述电机外罩伸出并进入所述减速仓；所述减速组件设置于所述减速仓内；所述传感器骨架、角速度传感器、加速度传感器、连接轴、滑环、支撑座、支撑座和编码器设置于所述外套筒内；所述减速仓的一端与所述电机外罩相连，另一端与所述外套筒相连；所述减速组件的一端与所述电机相连，另一端与所述传感器骨架相连；所述角速度传感器和所述加速度传感器均设置于所述传感器骨架上；所述连接轴的一端穿过所述滑环的内环与所述传感器骨架相连，且所述连接轴与所述滑环的内环相连，另一端穿过所述支撑座内设有的通孔，并通过所述支撑座与所述编码器相连，所述滑环的外环与所述支撑座相连；所述外套筒与所述支撑座相连。

优选的，所述减速组件包括两级齿轮组和轴承，所述两级齿轮组通过所述轴承设置于所述减速仓内，所述两级齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮设置于所述电机的轴上，所述第二齿轮与所述传感器骨架相连。

优选的，所述电子仓与所述支撑座机械连接。

优选的，所述外套筒的外壁设有走线槽，所述电机的电线设置于所述走线槽内。

优选的，所述角速度传感器的数量为两个，两个所述角速度传感器正交设置。

优选的，所述角速度传感器为光纤陀螺。

优选的，所述加速度传感器的数量为三个，三个所述加速度传感器相互正交设置。

本实用新型的另一方面，提供了一种随钻陀螺测斜仪，包括上述的任一项所述的分离式探管。

应用本实用新型的技术方案，将旋转惯性体和电子仓分为两部分，并通过连接器将旋转惯性体和电子仓的电路板进行电气连接，在其中某一部分损坏时，直接脱开连接器即可，拆卸方便。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施例，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本实用新型一种实施例的分离式探管；

图2示出了图1中分离式探管的旋转惯性体。

附图标记说明

1、电机外罩； 2、电机； 3、第一齿轮； 4、轴承；

5、减速仓； 6、第二齿轮； 7、角速度传感器； 8、外套筒；

9、加速度传感器； 10、连接轴； 11、滑环； 12、支撑座；

13、连轴器； 14、编码器； 15、连接器； 16、电子仓。

具体实施方式

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组合。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示出了根据本实用新型一种实施例的分离式探管。如图1所示，本实用新型提供了一种分离式探管，该探管包括旋转惯性体、电子仓16和连接器15，所述电子仓16内设有电路板，所述旋转惯性体通过所述连接器15与所述电子仓16的所述电路板电气连接。

应用本实用新型的技术方案，将旋转惯性体和电子仓分为两部分，并通过连接器将旋转惯性体和电子仓的电路板进行电气连接，在其中某一部分损坏时，直接脱开连接器即可，拆卸方便。

图2示出了图1中分离式探管的旋转惯性体。根据本发明的一种实施例，如图2所示，所述旋转惯性体包括电机外罩1、电机2、减速组件、减速仓5、传感器骨架、角速度传感器7、外套筒8、加速度传感器9、连接轴10、滑环11、支撑座12、连轴器13和编码器14，所述电机2设置于所述电机外罩1内，且所述电机2的轴从所述电机外罩1伸出并进入所述减速仓5；所述减速组件设置于所述减速仓5内；所述传感器骨架、角速度传感器7、加速度传感器9、连接轴10、滑环11、支撑座12、连轴器13和编码器14设置于所述外套筒8内；所述减速仓5的一端与所述电机外罩1相连，另一端与所述外套筒8相连；所述减速组件的一端与所述电机2相连，另一端与所述传感器骨架相连；所述角速度传感器7和所述加速度传感器9均设置于所述传感器骨架上；所述连接轴10的一端穿过所述滑环11的内环与所述传感器骨架相连，且所述连接轴10与所述滑环11的内环相连，另一端穿过所述支撑座12内设有的通孔，并通过所述连轴器13与所述编码器14相连，所述滑环11的外环与所述支撑座12相连；所述外套筒8与所述支撑座12相连。本实施例中各个器件布局合理，空间利用率高。

其中，电机外罩1把电机包裹在内部以保护电机2，同时，电机外罩1的下端与减振器相接，上端与减速仓5通过螺钉固定连接，优选的，螺钉的数量为四个。外套筒8的下端与减速仓5通过螺钉固定连接，上端与支撑座12通过径向螺钉固定连接，优选的，螺钉的数量均为四个。角速度传感器7和加速度传感器9均设置于传感器骨架上，使得角速度传感器7和加速度传感器9相互的垂直度和平行度满足使用要求。

在本实施例中，所述连接轴10上设有销子与所述滑环11的内环通过键槽固定连接，优选的，所述连接轴10与销子采用一体式成型。所述连接轴10的一端穿过所述滑环11的内环与所述传感器骨架通过螺钉固定连接，所述连轴器13通过顶丝把所述连接轴10的另一端与所述编码器14相连，优选的，螺钉的数量为四个。

滑环11的内环随着连接轴10一起转动，外环固定不动，且外环与支撑座12通过轴向的螺钉固定连接，优选的，螺钉的数量为四个。滑环11是角速度传感器7和加速度传感器9的电气连接通道，角速度传感器7和加速度传感器9通过滑环11的外环引出线路，实现与连接器15的电气连接。

根据本发明的一种实施例，所述减速组件包括两级齿轮组和轴承4，所述两级齿轮组通过所述轴承4设置于所述减速仓5内，所述两级齿轮组包括第一齿轮3和第二齿轮6，所述第一齿轮3设置于所述电机2的轴上，所述第二齿轮6与所述传感器骨架相连。第一齿轮3与电机2的轴通过销钉连接。

其中，旋转惯性体中的电机2和两级齿轮组组成驱动机构，传感器骨架、角速度传感器7、加速度传感器9、连接轴10、滑环11、连轴器13和编码器14组成旋转机构，该驱动机构驱动旋转机构旋转。两级齿轮组是为了降低电机的旋转速度同时增加电机的输出扭矩，有利于轻松驱动旋转机构旋转。

根据本发明的一种实施例，所述电子仓16与所述支撑座12机械连接。可以通过螺钉来实现电子仓16跟支撑座12的固定连接，优选的，螺钉的数量为四个。

根据本发明的一种实施例，所述外套筒8的外壁设有走线槽，所述电机2的电线设置于所述走线槽内。所述电机2的电线通过外套筒8外壁的走线槽进入连接器15实现电机2与连接器15的电气连接。

根据本发明的一种实施例，所述角速度传感器7的数量为两个，两个所述角速度传感器7正交设置。所述角速度传感器7为光纤陀螺。其中，两个正交安装的光纤陀螺负责敏感载体的轴向和某一法向的相对惯性空间的角速度。

根据本发明的一种实施例，所述加速度传感器9的数量为三个，三个所述加速度传感器9相互正交设置。所述加速度传感器9为加表。其中，三个相互正交安装的加表负责敏感载体加速度的三个分量。

本实用新型的另一方面，提供了一种随钻陀螺测斜仪，包括上述的任一项所述的分离式探管。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分离式探管，其特征在于，包括旋转惯性体、电子仓(16)和连接器(15)，所述电子仓(16)内设有电路板，所述旋转惯性体通过所述连接器(15)与所述电子仓(16)的所述电路板电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种分离式探管，其特征在于，所述旋转惯性体包括电机外罩(1)、电机(2)、减速组件、减速仓(5)、传感器骨架、角速度传感器(7)、外套筒(8)、加速度传感器(9)、连接轴(10)、滑环(11)、支撑座(12)、连轴器(13)和编码器(14)，所述电机(2)设置于所述电机外罩(1)内，且所述电机(2)的轴从所述电机外罩(1)伸出并进入所述减速仓(5)；所述减速组件设置于所述减速仓(5)内；所述传感器骨架、角速度传感器(7)、加速度传感器(9)、连接轴(10)、滑环(11)、支撑座(12)、连轴器(13)和编码器(14)设置于所述外套筒(8)内；所述减速仓(5)的一端与所述电机外罩(1)相连，另一端与所述外套筒(8)相连；所述减速组件的一端与所述电机(2)相连，另一端与所述传感器骨架相连；所述角速度传感器(7)和所述加速度传感器(9)均设置于所述传感器骨架上；所述连接轴(10)的一端穿过所述滑环(11)的内环与所述传感器骨架相连，且所述连接轴(10)与所述滑环(11)的内环相连，另一端穿过所述支撑座(12)内设有的通孔，并通过所述连轴器(13)与所述编码器(14)相连，所述滑环(11)的外环与所述支撑座(12)相连；所述外套筒(8)与所述支撑座(12)相连。

3.根据权利要求2所述的一种分离式探管，其特征在于，所述减速组件包括两级齿轮组和轴承(4)，所述两级齿轮组通过所述轴承(4)设置于所述减速仓(5)内，所述两级齿轮组包括第一齿轮(3)和第二齿轮(6)，所述第一齿轮(3)设置于所述电机(2)的轴上，所述第二齿轮(6)与所述传感器骨架相连。

4.根据权利要求2所述的一种分离式探管，其特征在于，所述电子仓(16)与所述支撑座(12)机械连接。

5.根据权利要求2所述的一种分离式探管，其特征在于，所述外套筒(8)的外壁设有走线槽，所述电机(2)的电线设置于所述走线槽内。

6.根据权利要求2所述的一种分离式探管，其特征在于，所述角速度传感器(7)的数量为两个，两个所述角速度传感器(7)正交设置。

7.根据权利要求6所述的一种分离式探管，其特征在于，所述角速度传感器(7)为光纤陀螺。

8.根据权利要求2所述的一种分离式探管，其特征在于，所述加速度传感器(9)的数量为三个，三个所述加速度传感器(9)相互正交设置。

9.一种随钻陀螺测斜仪，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的分离式探管。

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