CN216866665U - 一种液压平衡式姿态控制仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型专利公开了一种液压平衡式姿态控制仪，包括固定驱动部和转动保持部，所述固定驱动部包括筒形壳体，所述壳体内设置有空心轴电机，所述空心轴电机的转子的一端与所述转动保持部连接，所述空心轴电机的转子的另一端设置有用于保持所述固定驱动部和所述转动保持部之间间距的压力平衡装置。本装置通过压力平衡装置，使得本装置在深井作业压力过大时，令固定驱动部和转动保持部之间具有一定间距，有效的避免了压力过大导致的固定驱动部和转动保持部之间挤紧压死，导致无法调整转动保持部无法旋转，进而影响测井仪器无法正常工作的故障发生。

Description

一种液压平衡式姿态控制仪

技术领域

本实用新型专利涉及石油钻井工程领域的旋转导向钻井装置，尤其是一种液压平衡式姿态控制仪。

背景技术

在油田开发或隧道掘进等地下工程施工过程中，为充分了解地层岩石和构造特征，通常需要开展水平钻孔工作并配套进行水平井测井作业。水平井测井主要是靠钻具带动测井探头在井中实施测量，测井探头内置了多种传感器，不同类型探头其传感器有所不同，每种传感器均有特定的检测方向。测井作业过程中，由于测井设备及设备本身材料的限制，重力作用会使测井设备出现探头偏向底部的偏心现象，在长距离推送过程中可能致使测井探头在井内有不可控的偏转导致探头传感器与介质(孔壁)的贴合效果得不到保证，从而造成测试数据异常。

现有解决方案主要是采用扶正器使测井设备尽可能紧贴井壁以减小数据异常的产生，或者通过软件处理的方法使测试数据得到后期矫正，但都无法控制或保证探头传感器与介质(孔壁)贴合的角度，因而不能直接获得稳定正确的信号数据。或者采用测井旋转短节，但旋转短节的作用是仪器上下部分相互转动，它没有电路不具备方位测量功能，也没有电机进行控制，不能使下部仪器固定到某一角度。

中国专利公开号CN110318733A提供一种用于水平井测井的测井装置、集成探头及其控制方法，水平井测井装置包括传送部和集成探头，传送部与集成探头固接；集成探头包括探测部和贴合控制部，探测部与贴合控制部固接；贴合控制部包括本体、驱动装置、控制单元和重力感应单元；重力感应单元能够检测集成探头相对于重力的偏角，控制单元则会控制驱动装置来驱动集成探头转动从达到调节贴合角度的效果。该申请的水平井测井装置采用重力感应的手段检测集成探头相对重力方向的偏角，可使集成探头转动到预设状态，从而保证探测部内的探测传感器与井壁保持贴合。

然而，在深井测量时，由于井内存在较大的液体压力，使得探头压紧在驱动装置上，而由于条件限制，驱动装置的功率不可能做到无限大，就容易出现驱动装置无法转动，从而造成角度无法调整引起测试数据异常的的故障出现。

基于此，如何避免探头压死，造成角度无法调整引起测试数据异常的的故障出现，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种液压平衡式姿态控制仪，通过压力平衡装置，使得本装置在深井作业压力过大时，令固定驱动部和转动保持部之间具有一定间距，有效的避免了压力过大导致的固定驱动部和转动保持部之间挤紧压死，导致无法调整转动保持部无法旋转，进而影响测井仪器无法正常工作的故障发生。

为实现上述目的，本实用新型提供一种液压平衡式姿态控制仪，

一种液压平衡式姿态控制仪，包括：固定驱动部和转动保持部，所述固定驱动部包括筒形壳体，所述壳体内设置有空心轴电机，所述空心轴电机的转子的一端与所述转动保持部连接，所述空心轴电机的转子的另一端设置有用于保持所述固定驱动部和所述转动保持部之间间距的压力平衡装置。

进一步的，所述压力平衡装置包括设置于所述固定驱动部的平衡腔，所述平衡腔通过平衡活塞将所述平衡腔分成压力腔和调节腔，所述压力腔位于靠近所述空心轴电机一侧，所述调节腔内设置有用于推动所述平衡活塞的弹簧，所述调节腔设置有与外部环境连通的平衡孔。

进一步的，所述压力腔内设置有绝缘油。

进一步的，所述固定驱动部设置有T型空心轴，所述T型空心轴的一端设置有用于隔断外部连接的第一承压块，所述第一承压块设置有多根用于连接所述第一承压块两端电路的导线；所述T型空心轴的另一端设置有多芯滑环，所述多芯滑环远离所述T型空心轴一端与所述空心轴电机的转子中空管连接。

进一步的，所述转动保持部的两端分别设置有用于隔断外部连接的第二承压块和第三承压块，所述第二承压块和/或所述第三承压块设置有多根用于连接所述第二承压块和/或所述第三承压块两端电路的导线。

进一步的，所述第二承压块和所述第三承压块之间设置有姿态控制模块。

进一步的，所述固定驱动部远离所述转动保持部的一端设置有上接头。

进一步的，所述上接头为与测井仪器连接的标准接头。

进一步的，所述转动保持部远离所述固定驱动部的一端设置有下接头。

进一步的，所述下接头为用于与测试模块连接的标准接头。

与现有技术相比，本实用新型提供的液压平衡式姿态控制仪工作时，通过固定驱动部中的电动机等动力装置，驱动转动保持部旋转至一定角度，位于合适测井仪器更合适发挥性能位置，从而进行测井作业；在此过程中，通过压力平衡装置，使得本装置在深井作业压力过大时，令固定驱动部和转动保持部之间具有一定间距，有效的避免了压力过大导致的固定驱动部和转动保持部之间挤紧压死，导致无法调整转动保持部无法旋转，进而影响测井仪器无法正常工作的故障发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

附图1为液压平衡式姿态控制仪的结构示意图；

附图中：101为上接头，102为第一承压块，103为T型空心轴， 104为弹簧，105为平衡孔，106为调节腔，107为平衡活塞，108为压力腔，109为定子，110为多芯滑环，111为推力轴承，112为转子，113为上轴承，114为密封圈，115为下轴承，201为第二承压块，202 为姿态控制模块，203为第三承压块，204为下接头。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种液压平衡式姿态控制仪，通过压力平衡装置，使得本装置在深井作业压力过大时，令固定驱动部和转动保持部之间具有一定间距，有效的避免了压力过大导致的固定驱动部和转动保持部之间挤紧压死，导致无法调整转动保持部无法旋转，进而影响测井仪器无法正常工作的故障发生。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，一种液压平衡式姿态控制仪，包括：固定驱动部和转动保持部，所述固定驱动部包括筒形壳体，所述壳体内设置有空心轴电机，所述空心轴电机的转子112的一端与所述转动保持部连接，所述空心轴电机的转子112的另一端设置有用于保持所述固定驱动部和所述转动保持部之间间距的压力平衡装置。

本装置工作时，通过固定驱动部中的电动机等动力装置，驱动转动保持部旋转至一定角度，位于合适测井仪器更合适发挥性能位置，从而进行测井作业；在此过程中，通过压力平衡装置，使得本装置在深井作业压力过大时，令固定驱动部和转动保持部之间具有一定间距，有效的避免了压力过大导致的固定驱动部和转动保持部之间挤紧压死，导致无法调整转动保持部无法旋转，进而影响测井仪器无法正常工作的故障发生。

在一个具体的实施例中，进一步的，所述压力平衡装置包括设置于所述固定驱动部的平衡腔，所述平衡腔为位于壳体内的空腔，所述平衡腔通过平衡活塞107将所述平衡腔分成压力腔108和调节腔106，所述压力腔108位于靠近所述空心轴电机一侧，所述调节腔106内设置有用于推动所述平衡活塞107的弹簧104，所述调节腔106设置有与外部环境连通的平衡孔105；工作时，通过弹簧104对平衡活塞107 施加一定的压力，保持压力腔108对电动机转子112施加一定的压力，进而使设置于转子112空心轴端部的转动保持部与固定驱动部保持间距。

在一个具体的实施例中，进一步的，所述压力腔108内设置有绝缘油，绝缘油一方面为平衡活塞107的移动提供一定润滑，更重要的是，绝缘油有效的实现了空心轴电机的密封，避免外界污水进入，破坏空心轴电机绕组的密封，进而影响空心轴电机的性能，并有效保持空心轴电机的使用寿命。

在一个具体的实施例中，进一步的，所述固定驱动部设置有T型空心轴103，所述T型空心轴103的一端设置有用于隔断外部连接的第一承压块102，所述第一承压块102设置有多根用于连接所述第一承压块102两端电路的导线；所述T型空心轴103的另一端设置有多芯滑环110，所述多芯滑环110远离所述T型空心轴103一端与所述空心轴电机的转子112中空管连接；在实际操作中，所述空心轴电机的定子109与所述固定驱动部的外壳连接，所述空心轴电机的转子112 中空管与所述固定驱动部分的外壳沿径向设置有推力轴承111，用于承担所述空心轴电机的转子112中空管与外壳之间由压力腔108产生的压力；所述空心轴电机的转子112中空管靠近所述转动保持部一端套设有上轴承113和下轴承115，用于承担所述空心轴电机的转子112 中空管和外壳之间的径向力，并保持所述空心轴电机的转子112中空管稳定旋转，所述上轴承113和所述下轴承115之间的所述空心轴电机的转子112中空管还套设有至少一个密封圈114，实现所述空心轴电机的密封；更进一步的，所述转动保持部的两端分别设置有用于隔断外部连接的第二承压块201和第三承压块203，所述第二承压块201 和/或所述第三承压块203设置有多根用于连接所述第二承压块201和 /或所述第三承压块203两端电路的导线。本装置通过T型空心轴103，转子112的中空管为电路部分提供导线通道，分别利用第一承压块 102、第二承压块201和第三承压块203实现了本装置与外部环境的密封，并利用多芯滑环110，实现了导线在转动保持部转动时，导线与底部电器部件的正常连接，从而实现了良好的导线工作通道。

在一个具体的实施例中，进一步的，所述第二承压块201和所述第三承压块203之间设置有姿态控制模块202，所述姿态控制模块202 包括用于测量方位角度的陀螺仪等电路设备。

在一个具体的实施例中，进一步的，所述固定驱动部远离所述转动保持部的一端设置有上接头101；更进一步的，所述上接头101为与测井仪器连接的标准接头。

在一个具体的实施例中，进一步的，所述转动保持部远离所述固定驱动部的一端设置有下接头204；更进一步的，所述下接头204为用于与测试模块连接的标准接头。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种液压平衡式姿态控制仪，其特征在于，包括：固定驱动部和转动保持部，所述固定驱动部包括筒形壳体，所述壳体内设置有空心轴电机，所述空心轴电机的转子(112)的一端与所述转动保持部连接，所述空心轴电机的转子(112)的另一端设置有用于保持所述固定驱动部和所述转动保持部之间间距的压力平衡装置。

2.根据权利要求1所述的液压平衡式姿态控制仪，其特征在于：所述压力平衡装置包括设置于所述固定驱动部的平衡腔，所述平衡腔通过平衡活塞(107)将所述平衡腔分成压力腔(108)和调节腔(106)，所述压力腔(108)位于靠近所述空心轴电机一侧，所述调节腔(106)内设置有用于推动所述平衡活塞(107)的弹簧(104)，所述调节腔(106)设置有与外部环境连通的平衡孔(105)。

3.根据权利要求2所述的液压平衡式姿态控制仪，其特征在于：所述压力腔(108)内设置有绝缘油。

4.根据权利要求1所述的液压平衡式姿态控制仪，其特征在于：所述固定驱动部设置有T型空心轴(103)，所述T型空心轴(103)的一端设置有用于隔断外部连接的第一承压块(102)，所述第一承压块(102)设置有多根用于连接所述第一承压块(102)两端电路的导线；所述T型空心轴(103)的另一端设置有多芯滑环(110)，所述多芯滑环(110)远离所述T型空心轴(103)一端与所述空心轴电机的转子(112)中空管连接。

5.根据权利要求1所述的液压平衡式姿态控制仪，其特征在于：所述转动保持部的两端分别设置有用于隔断外部连接的第二承压块(201)和第三承压块(203)，所述第二承压块(201)和/或所述第三承压块(203)设置有多根用于连接所述第二承压块(201)和/或所述第三承压块(203)两端电路的导线。

6.根据权利要求5所述的液压平衡式姿态控制仪，其特征在于：所述第二承压块(201)和所述第三承压块(203)之间设置有姿态控制模块(202)。

7.根据权利要求1所述的液压平衡式姿态控制仪，其特征在于：所述固定驱动部远离所述转动保持部的一端设置有上接头(101)。

8.根据权利要求7所述的液压平衡式姿态控制仪，其特征在于：所述上接头(101)为与测井仪器连接的标准接头。

9.根据权利要求1所述的液压平衡式姿态控制仪，其特征在于：所述转动保持部远离所述固定驱动部的一端设置有下接头(204)。

10.根据权利要求9所述的液压平衡式姿态控制仪，其特征在于：所述下接头(204)为用于与测试模块连接的标准接头。

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