CN212743980U - 一种方位伽马测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种方位伽马测试装置，属于石油、煤矿及地质勘探中的钻井工程领域，本实用新型一种方位伽马测试装置，包括：地层模拟部，地层模拟部中部具有钻孔；连杆部，连杆部的直径小于所述钻孔的内径，连杆部的中部用于安装方位伽马；传动系统，所述传动系统设在地层模拟部和连杆部之间，连杆部通过所述传动系统驱动，使连杆部在地层模拟部的钻孔内相对旋转及沿所述钻孔的轴向方向相对移动。通过控制地层模拟部和安装有方位伽马连杆部之间的相互运动，控制地层模拟部和连杆部之间相对运动，模拟出钻井过程，进一步通过模拟出的真实钻井过程对方位伽马进行模拟测试校对，使方位伽马的校对时贴近真实环境，使测试校对结果更加真实。

Description

一种方位伽马测试装置

技术领域

本实用新型属于石油、煤矿及地质勘探中的钻井工程领域，具体涉及一种方位伽马测试装置。

背景技术

近年来，随着定向井、水平井的不断增加，随钻测井技术发展迅速，其中随钻方位伽马测井是随钻测井的必测项目。其测量结果具有方位特性，实时传输数据可以作为地质导向重要资料，对地层进行更好的评价。

发明人在实现本实用新型实施例的过程中，发现背景技术中至少存在以下缺陷：

目前，方位伽马只进行标准井的标定及仪器之间的相互校对，无法实现地面模拟测试校对。

实用新型内容

本实用新型提供了一种方位伽马测试装置，目的在于解决上述问题，解决方位伽马只进行标准井的标定及仪器之间的相互校对，无法实现地面模拟测试校对的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种方位伽马测试装置，包括：

地层模拟部，地层模拟部中部具有钻孔；

连杆部，连杆部的直径小于所述钻孔的内径，连杆部的中部用于安装方位伽马；

传动系统，所述传动系统设在地层模拟部和连杆部之间，连杆部通过所述传动系统驱动，使连杆部在地层模拟部的钻孔内相对旋转及沿所述钻孔的轴向方向相对移动。

还包括信号传递装置，所述信号传递装置为无线传输装置，所述无线传输装置用于和外界无线通讯连接；或

信号传递装置为滑环，所述滑环端用于和连杆部中部的方位伽马电连接，所述滑环一端用于和外部电连接。

还包括导轨、轴承和底座，所述传动系统包括伺服电机和直线传动装置，直线传动装置的传动方向与导轨的导向方向同向，直线传动装置与导轨的滑块传动连接，地层模拟部固定在导轨的滑块上，所述钻孔的轴向方向与导轨的导向方向平行，连杆部的中部位于所述钻孔内，连杆部和所述钻孔同轴，伺服电机与连杆部一端同轴传动连接，伺服电机、直线传动装置和导轨的主体分别固定在底座上，连杆部通过轴承与底座转动连接。

还包括轴承和底座，所述传动系统包括伺服电机和直线传动装置，连杆部的中部位于所述钻孔内，连杆部和所述钻孔同轴，伺服电机与连杆部一端同轴传动连接，直线传动装置用于驱动连杆部和所述钻孔在轴向方向上相对运动，直线传动装置的主体固定在底座上，连杆部通过轴承相对于底座转动连接。

还包括滑环和导线，所述滑环的转动端与连杆部连接，所述滑环通过所述导线和连杆部中部的方位伽马电连接，所述滑环的静态端与外界电连接。

在伺服电机和连杆部之间还具有传动装置，所述传动装置包括架体、轴承和传动机构，所述架体设置在底座上端两侧，轴承的本体固定在所述架体顶部，连杆部通过轴承与所述架体转动连接，所述传动机构固定在所述架体上，所述传动机构的一端与连杆部同轴传动连接，所述传动机构的另一端与伺服电机传动连接。

所述轴承的转动端固定有卡盘，连杆部包括左加长杆、用于安装方位伽马的被测伽马钻铤和右加长杆，左加长杆和右加长杆可拆卸的连接在被测伽马钻铤两端，左加长杆和右加长杆的端部分别通过卡盘与轴承连接。

还包括尾部锁紧装置，尾部锁紧装置可拆卸的连接在位于连杆部尾部的轴承上，在尾部锁紧装置连接在轴承上时，尾部锁紧装置接触连杆部端部一侧。

所述导轨的一个滑轨为平面滑轨，导轨的另一个滑轨为V型滑轨，平面滑轨和V型滑轨平行设置，导轨位于平面滑轨和V型滑轨顶部，导轨同时与平面滑轨和V型滑轨滑动连接。

本实用新型的有益效果是，通过控制地层模拟部和安装有方位伽马连杆部之间的相互运动，控制地层模拟部和连杆部之间相对运动，模拟出钻井过程，进一步通过模拟出的真实钻井过程对方位伽马进行模拟测试校对，使方位伽马的校对时贴近真实环境，使测试校对结果更加真实。

附图说明

图1为本实用新型一种方位伽马测试装置的整体结构立体图；

图2为图1的侧视图；

图3为图2中B处放大立体图；

图4为图2中平台及导轨和滑块的结构示意图；

图5为图2中A处放大立体图；

图6为本实用新型一种方位伽马测试装置一实施例中齿条传动总成的结构示意图；

图7为本实用新型一种方位伽马测试装置中连杆部的结构示意图；

图8为本实用新型一种方位伽马测试装置中平面滑轨和V型导轨连接处的结构示意图。

附图标记：1、伺服电机；2、轴承；3、电机驱动器控制柜；4、操控面板；5、V型托架；6、地层模拟部；7、直线传动装置；8、导轨；9、连杆部；10、被测伽马钻铤；11、尾座调节丝杠；12、尾部锁紧装置；13、右加长杆；14、滑块；15、滚针轴承；16、平面滑轨；17、V型导轮；18、V型滑轨；19、卡盘；20、摆线针减速机；21、动力输出轴；22、绝对值编码器；23、左加长杆；24、齿条；25、涡轮减速机；26、主齿轮；27、二级涡轮减速机；28、驱动电机；29、架体；30、固定座；31、尾座调节丝杠；32、尾部锁紧装置。

具体实施方式

下面，将通过几个具体的实施例对本实用新型实施例提供的一种方位伽马测试装置方案进行详细介绍说明。

实施例1

请参考图1及图2，其示出了本实用新型一种方位伽马测试装置一实施例的整体结构示意图，该方位伽马测试平台，其特征在于，包括：

地层模拟部6，地层模拟部6中部具有钻孔；

连杆部9，连杆部9的直径小于所述钻孔的内径，连杆部9的中部用于安装方位伽马；

传动系统，所述传动系统设在地层模拟部6和连杆部9之间，连杆部9通过所述传动系统驱动，使连杆部9在地层模拟部6的钻孔内相对旋转及沿所述钻孔的轴向方向相对移动。

上述实施例中，地层模拟部6用于对井下岩层结构进行模拟,并且地层模拟部6开有钻孔，模拟真实情况下在底层中开钻的钻孔，连杆部9用于承载方位伽马，模拟真实情况下方位伽马的工作环境，传动系统作用在地层模拟部6或连杆部9上，使连杆部9相对于地层模拟部6相对运动，该相对运动为模拟在底层开钻的过程，该过程中，连杆部9沿一定转速旋转，并沿一定速度向钻孔的轴向方向运动；上述运动过程中，其旋转速度及钻孔的轴向方向运动可以根据不同岩层进行设置，可真实的模拟出不同岩层下的钻具下钻情景。

连杆部9的运动带动其上安装的方位伽马运动，在其他条件确定的情况下，再获取方位伽马的测量数据，将方位伽马的测量数据与所预设的数据进行比对，可以对方位伽马进行校验测试。

通过控制地层模拟部和安装有方位伽马连杆部之间的相互运动，控制地层模拟部和连杆部之间相对运动，模拟出钻井过程，进一步通过模拟出的真实钻井过程对方位伽马进行模拟测试校对，使方位伽马的校对时贴近真实环境，使测试校对结果更加真实。

实施例2

进一步的，本实用新型一种方位伽马测试装置的另一实施例，还包括信号传递装置，所述信号传递装置为无线传输装置，所述无线传输装置用于和外界无线通讯连接；或

信号传递装置为滑环，所述滑环端用于和连杆部9中部的方位伽马电连接，所述滑环一端用于和外部电连接。

上述实施例中，在获取方位伽马的测试数据，可以通过无线获取的方式，电源及发射器设置在连杆部9中间。

也可以采用导线连接的方式获取方位伽马的测试数据，该情况下，可以直接使地层模拟部6旋转，或连杆部9旋转，但需要在连杆部9上安装所述滑环或电刷，避免导线在旋转的过程中旋转缠绕。

实施例3

进一步的，请参考图1，本实用新型一种方位伽马测试装置的另一实施例，还包括导轨8、轴承2和底座12，所述传动系统包括伺服电机1和直线传动装置7，直线传动装置7的传动方向与导轨8的导向方向同向，直线传动装置7与导轨8的滑块传动连接，地层模拟部6固定在导轨8的滑块上，所述钻孔的轴向方向与导轨8的导向方向平行，连杆部9的中部位于所述钻孔内，连杆部9和所述钻孔同轴，伺服电机1与连杆部9一端同轴传动连接，伺服电机1、直线传动装置7和导轨8的主体分别固定在底座12上，连杆部9通过轴承2与底座12转动连接。

上述实施例中，底座12起到支撑作用，导轨8固定在底座12上为地层模拟部6起到导向的作用，地层模拟部6通过滑块可沿导轨8的导向方向前后滑动，直线传动装置7也固定在底座12上，直线传动装置7的传动端与地层模拟部6固定，因此直线传动装置7可驱动地层模拟部6沿轨道滑动。

连杆部9相对于底座12位置固定，连杆部9通过轴承2与底座12转动连接，连杆部9可通过伺服电机1的驱动而旋转。

因此伺服电机1驱动连杆部9模拟出钻井时的旋转状态，直线传动装置7驱动地层模拟部6沿导轨8的导向方向移动相对的模拟出连杆部9在钻井时向下深入状态，通过本实施例的结构，将连杆部9的旋转状态和向下深入状态通过两个不相连的部件执行，使单独部件只需完成一个运动状态，使装置在工作时更加稳定，在测量时由于整个系统的稳定性，其测量结构更加精确，并且简化了传动系统的结构，使其生产成本降低。

实施例4

进一步的，本实用新型一种方位伽马测试装置的另一实施例，还包括轴承2和底座12，所述传动系统包括伺服电机1和直线传动装置7，连杆部9的中部位于所述钻孔内，连杆部9和所述钻孔同轴，伺服电机1与连杆部9一端同轴传动连接，直线传动装置7用于驱动连杆部9和所述钻孔在轴向方向上相对运动，直线传动装置7的主体固定在底座12上，连杆部9通过轴承2相对于底座12转动连接。

上述实施例中，伺服电机1与连杆部9同轴转动连接，伺服电机1为提供动力驱动连杆部9转动，直线传动装置7用于驱动连杆部9或地层模拟部6，其目的是使连杆部9相对于地层模拟部6的钻孔的长度方向移动，伺服电机1和直线传动装置7的共同作用使连杆部9在钻孔内模拟出钻井时的工作状态，以便对连杆部9内的方位伽马进行测试。

实施例5

进一步的，请参考图1，本实用新型一种方位伽马测试装置的另一实施例，还包括滑环和导线，所述滑环的转动端与连杆部9连接，所述滑环通过所述导线和连杆部9中部的方位伽马电连接，所述滑环的静态端与外界电连接。

上述实施例中，由于方位伽马是安装在连杆部9内部的，而连杆部9在工作时为旋转状态，在连杆部9旋转时为了获取其内部方位伽马的测试数据，因此采用滑环将电信号输送到外界。

实施例6

进一步的，请参考图1，本实用新型一种方位伽马测试装置的另一实施例，在伺服电机1和连杆部9之间还具有传动装置，所述传动装置包括架体、轴承2和传动机构，所述架体设置在底座12上端两侧，轴承2的本体固定在所述架体顶部，连杆部9通过轴承2与所述架体转动连接，所述传动机构固定在所述架体上，所述传动机构的一端与连杆部9同轴传动连接，所述传动机构的另一端与伺服电机1传动连接。

上述实施例中，架体为设置在底座12上端用于支撑连杆部9的支撑结构，连杆部9通过轴承2相对于架体转动连接。

实施例7

进一步的，请参考图7，本实用新型一种方位伽马测试装置的另一实施例，所述轴承2的转动端固定有卡盘19，连杆部9包括左加长杆23、用于安装方位伽马的被测伽马钻铤10和右加长杆13，左加长杆23和右加长杆13可拆卸的连接在被测伽马钻铤10两端，左加长杆23和右加长杆13的端部分别通过卡盘19与轴承2连接。

上述实施例中，轴承2的转动端上设置有卡盘19，连杆部9通过卡盘19与轴承2连接，可方便使用时连杆部9的拆卸。

实施例8

进一步的，请参考图1，本实用新型一种方位伽马测试装置的另一实施例，还包括尾部锁紧装置32，尾部锁紧装置32可拆卸的连接在位于连杆部9尾部的轴承2上，在尾部锁紧装置32连接在轴承2上时，尾部锁紧装置32接触连杆部9端部一侧。

上述实施例中，尾部锁紧装置32的目的是锁住连杆部9的一端，使连杆部9在旋转时更加稳定，并且，进一步的，连杆部9可以通过穿过一个轴承2的方式伸入到另一个轴承，进行安装，然后通过尾部锁紧装置32对连杆部9进行锁定，方便连杆部9的安装。

实施例9

进一步的，请参考图1，本实用新型一种方位伽马测试装置的另一实施例，所述导轨8的一个滑轨为平面滑轨16，导轨8的另一个滑轨为V型滑轨18，平面滑轨16和V型滑轨18平行设置，导轨8位于平面滑轨16和V型滑轨18顶部，导轨8同时与平面滑轨16和V型滑轨18滑动连接。

上述实施例中，由于V型滑轨18的在滑块滑动时，具有径向稳定的作用，而本实用新型中的方位伽马测试平台需要更稳定的部件进行测量操作，因此采用一平面滑轨16加上一V型滑轨18组成一个一条兼顾稳定性及承载性的滑轨，使本实用新型在测试阶段更加稳定，数据更加准确。

实施例10

进一步的，请参考图1，本实用新型一种方位伽马测试装置的另一实施例，所述底座12由多个架体拼接。

上述实施例中，底座12采用拼接结构，增加了其扩展性，在模拟测量更深钻孔时，需要增加连杆部9的长度时，可以采用增加底座12中部并延长其两端的方法，对底座12进行增长，而不必拆卸底座12两端更换其他底座，该方案可以提高本实用新型所测量的模拟环境的数量。

实施例11

进一步的，请参考图1及图8，图1中电机驱动器控制柜3主要负责对伺服电机进行控制，继而传动连杆部模拟钻探；操控面板4为控制总成，为人为操作柜，该操控面板4可以识别人为操作指令，该部件为现有技术，V型托架5为连杆部的辅助机构，用于保证整机运行平稳。尾座调节丝杠11主要控制整体尾座前后横移；滑块14的作用是配合导轨8，使地层模拟部6可以沿导轨8滑动。

请参考图1、图4及图8，在一实施例中，导轨8的左右两个轨道分别为平面滑轨16和V型导轨17，滑块14用于和平面滑轨16滑动连接，滑块14和平面滑轨16一侧还连接有滚针轴承15，滑块14和平面滑轨16用于承担主要重量，滚针轴承15用于使滑块14和平面滑轨16结合紧密，防止地层模拟部6倾覆及变道等问题。

V型导轮17用于和V型滑轨18滚动连接，V型导轮17主要承担地层模拟部6的承载和导向，V型滑轨18主要承担地层模拟部6的承载和导向，提供有效的平面度，直线度，减小摩擦。

请参考图5，图5中的摆线针减速机20、动力输出轴21和绝对值编码器22的组合作用与现有伺服电机原理相同，其组合的功率大于现有伺服电机；

请参考图6，主齿轮26与齿条24啮合，主齿轮26的转动带动齿条24前后移动，涡轮减速机25、二级涡轮减速机27和驱动电机28配合提供动力，并将力专递给主齿轮26；

图3中，架体29用于支撑尾座；固定座30和尾座调节丝杠31分别为尾座的架子和调整尾座在导轨8方向位置的部件。

进一步的，直线传动装置、尾部锁紧装置、信号传递装置、无线传输装置、传动装置均为现有技术。

需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…… )仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (9)

1.一种方位伽马测试装置，其特征在于，包括：

地层模拟部（6），地层模拟部（6）中部具有钻孔；

连杆部（9），连杆部（9）的直径小于所述钻孔的内径，连杆部（9）的中部用于安装方位伽马；

传动系统，所述传动系统设在地层模拟部（6）和连杆部（9）之间，连杆部（9）通过所述传动系统驱动，使连杆部（9）在地层模拟部（6）的钻孔内相对旋转及沿所述钻孔的轴向方向相对移动。

2.如权利要求1所述一种方位伽马测试装置，其特征在于，还包括信号传递装置，所述信号传递装置为无线传输装置，所述无线传输装置用于和外界无线通讯连接；或

信号传递装置为滑环，所述滑环端用于和连杆部（9）中部的方位伽马电连接，所述滑环一端用于和外部电连接。

3.如权利要求1所述一种方位伽马测试装置，其特征在于，还包括导轨（8）、轴承（2）和底座（12），所述传动系统包括伺服电机（1）和直线传动装置（7），直线传动装置（7）的传动方向与导轨（8）的导向方向同向，直线传动装置（7）与导轨（8）的滑块传动连接，地层模拟部（6）固定在导轨（8）的滑块上，所述钻孔的轴向方向与导轨（8）的导向方向平行，连杆部（9）的中部位于所述钻孔内，连杆部（9）和所述钻孔同轴，伺服电机（1）与连杆部（9）一端同轴传动连接，伺服电机（1）、直线传动装置（7）和导轨（8）的主体分别固定在底座（12）上，连杆部（9）通过轴承（2）与底座（12）转动连接。

4.如权利要求1所述一种方位伽马测试装置，其特征在于，还包括轴承（2）和底座（12），所述传动系统包括伺服电机（1）和直线传动装置（7），连杆部（9）的中部位于所述钻孔内，连杆部（9）和所述钻孔同轴，伺服电机（1）与连杆部（9）一端同轴传动连接，直线传动装置（7）用于驱动连杆部（9）和所述钻孔在轴向方向上相对运动，直线传动装置（7）的主体固定在底座（12）上，连杆部（9）通过轴承（2）相对于底座（12）转动连接。

5.如权利要求3或4所述一种方位伽马测试装置，其特征在于，还包括滑环和导线，所述滑环的转动端与连杆部（9）连接，所述滑环通过所述导线和连杆部（9）中部的方位伽马电连接，所述滑环的静态端与外界电连接。

6.如权利要求5所述一种方位伽马测试装置，其特征在于，在伺服电机（1）和连杆部（9）之间还具有传动装置，所述传动装置包括架体、轴承（2）和传动机构，所述架体设置在底座（12）上端两侧，轴承（2）的本体固定在所述架体顶部，连杆部（9）通过轴承（2）与所述架体转动连接，所述传动机构固定在所述架体上，所述传动机构的一端与连杆部（9）同轴传动连接，所述传动机构的另一端与伺服电机（1）传动连接。

7.如权利要求6所述一种方位伽马测试装置，其特征在于，所述轴承（2）的转动端固定有卡盘（19），连杆部（9）包括左加长杆（23）、用于安装方位伽马的被测伽马钻铤（10）和右加长杆（13），左加长杆（23）和右加长杆（13）可拆卸的连接在被测伽马钻铤（10）两端，左加长杆（23）和右加长杆（13）的端部分别通过卡盘（19）与轴承（2）连接。

8.如权利要求6所述一种方位伽马测试装置，其特征在于，还包括尾部锁紧装置（32），尾部锁紧装置（32）可拆卸的连接在位于连杆部（9）尾部的轴承（2）上，在尾部锁紧装置（32）连接在轴承（2）上时，尾部锁紧装置（32）接触连杆部（9）端部一侧。

9.如权利要求3所述一种方位伽马测试装置，其特征在于，所述导轨（8）的一个滑轨为平面滑轨（16），导轨（8）的另一个滑轨为V型滑轨（18），平面滑轨（16）和V型滑轨（18）平行设置，导轨（8）位于平面滑轨（16）和V型滑轨（18）顶部，导轨（8）同时与平面滑轨（16）和V型滑轨（18）滑动连接。

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