專利名稱：一種多臂式井下測徑探頭及應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井徑測試儀，具體涉及一種機械式井徑測量儀器及應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
在石油勘探、開采過程中，以及尾礦壩浸潤線檢測中，需要將各類探測儀表深入到狹長的套管或圓井中，但是隨著管壁、井壁的銹蝕、結(jié)垢，或因外力原因等等，會逐漸造成形變，而如果形變過大，則在將探測儀表深入進(jìn)狹長套管或圓井的過程中，會導(dǎo)致測量儀表的損傷。因此，在將探測儀表深入進(jìn)狹長套管或圓井之前，需要對套管或圓井的內(nèi)部尺寸情況進(jìn)行探測。傳統(tǒng)的機械式多臂井徑儀主要是通過探頭的測試臂張開與閉合帶動滑動電位器，根據(jù)電位差信號的變化反饋計算井徑的變化。但是這種方式由于滑動電位器的滑塊可活動范圍有限，因此當(dāng)井徑發(fā)生較小變化時，所引起的電位差信號的變化量不足以被精確的分析檢測，導(dǎo)致該種方法的檢測精度不夠高。目前常用的測井內(nèi)徑的方法多為超聲法或微波法，通過反射波的傳播時間與速度的乘積來推斷井的內(nèi)半徑。但是這樣的方法，對于內(nèi)徑較大的管或井，具有較好的效果；而當(dāng)井的內(nèi)徑較小時，對探測器的性能以及體積要求過于苛刻而無法適用。另外此種儀器的造價相對于機械式多臂井徑儀而言，造價也過于昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有機械式井下測徑儀所存在的缺點，本發(fā)明提供一種價格相對低廉的可精確分析井徑變化的多臂式井下測徑探頭及應(yīng)用方法。本發(fā)明的具體技術(shù)方案是:
本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)如

圖1所示:在支桿I的上頭裝有吊環(huán)4，在支桿I的下頭裝有配重2，在支桿I上裝有若干組成對的測量臂3，即每二個測量臂3為一組，以支桿I為軸心成對稱安裝，各組測量臂3之間均勻分布成一個圓周。為了敘述方便，本發(fā)明以僅裝有二個測量臂3為例進(jìn)行說明。測量臂3的結(jié)構(gòu)如圖2所示:在滑桿301的上頭安裝有固定塊A309，固定塊A309上安裝有激光位移傳感器308 ;在滑桿301的下頭裝有固定塊B310 ;在滑桿301的中段部位套有滑塊302，滑塊302可以在滑桿301上自由滑動；在滑塊302與固定塊A309之間安裝有彈簧307 ;在滑塊302上制有聯(lián)接環(huán)A303，在固定塊B310上制有聯(lián)接環(huán)B304，并保證聯(lián)接環(huán)A303到滑桿301的距離與聯(lián)接環(huán)B304到滑桿301的距離相等；聯(lián)接環(huán)A303及聯(lián)接環(huán)B304各自接有一根長桿305，二根長桿305的另一端連接在一起且在連接的位置安裝有滾輪306 ;長桿305的兩端開有圓孔，利用長桿305兩端的圓孔，通過常規(guī)的連接方式可以使長桿305之間的連接以及長桿305分別與聯(lián)接環(huán)A303及聯(lián)接環(huán)B304之間的連接可以在一定角度范圍內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。測量臂3通過固定塊A309及固定塊B310與支桿I連接固定，并保證安裝后滑桿301與支桿I平行。具體的應(yīng)用方法如下:
當(dāng)本發(fā)明的探頭在使用時，豎直向下的伸入到欲測量內(nèi)徑的管井中，由于受到管井壁的束縛作用，滾輪306會向支桿I方向靠攏，推動滑塊302向固定塊A309方向滑動并壓縮彈簧307，而在彈簧307的作用下，使當(dāng)管井內(nèi)徑發(fā)生變化時，滾輪306依然能夠緊貼管井內(nèi)壁。根據(jù)激光位移傳感器308的輸出信號以及三角函數(shù)關(guān)系，可以通過以下計算公式獲得所測量井管內(nèi)部的半徑:
聯(lián)接環(huán)A303、聯(lián)接環(huán)B304及滾輪306三者的圓心所構(gòu)成等腰三角形的高h(yuǎn)滿足三角函 數(shù)關(guān)系:
權(quán)利要求
1.一種多臂式井下測徑探頭，其特征在于: 在支桿I的上頭裝有吊環(huán)4，在支桿I的下頭裝有配重2，在支桿I上裝有若干組成對的測量臂3，即每二個測量臂3為一組，以支桿I為軸心成對稱安裝，各組測量臂3之間均勻分布成一個圓周； 測量臂3的結(jié)構(gòu)為:在滑桿301的上頭安裝有固定塊A309，固定塊A309上安裝有激光位移傳感器308 ;在滑桿301的下頭裝有固定塊B310 ;在滑桿301的中段部位套有滑塊302，滑塊302可以在滑桿301上自由滑動；在滑塊302與固定塊A309之間安裝有彈簧307 ；在滑塊302上制有聯(lián)接環(huán)A303，在固定塊B310上制有聯(lián)接環(huán)B304 ;聯(lián)接環(huán)A303及聯(lián)接環(huán)B304各自接有一根長桿305，二根長桿305的另一端連接在一起且在連接的位置安裝有滾輪 306。
2.使用權(quán)利要求1所述的一種多臂式井下測徑探頭的應(yīng)用方法，其特征是: 探頭在使用時，豎直向下的伸入到欲測量內(nèi)徑的管井中，由于受到管井壁的束縛作用，滾輪306會向支桿I方向靠攏，推動滑塊302向固定塊A309方向滑動并壓縮彈簧307 ;根據(jù)激光位移傳感器308的輸出信號，可以通過以下計算公式獲得所測量井管內(nèi)部的半徑R:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多臂式井下測徑探頭及應(yīng)用方法，通過激光位移傳感器所檢測到的滑塊位移距離來間接推算管井內(nèi)徑尺寸，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡易、維護(hù)方便、分析靈敏、測量準(zhǔn)確等優(yōu)點。避免了傳統(tǒng)的機械式井徑儀采用滑動電位器間接檢測導(dǎo)致分析靈敏度不高的缺點。
文檔編號G01B11/12GK103206923SQ20131009116
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者張偉, 佟超, 肖憲東, 王群, 畢文, 張帥, 王羨, 孫天澳, 呂懷振, 杜國軍, 呂健, 叢浩杰, 茍強源, 王文田, 潘德鋒 申請人:丹東東方測控技術(shù)有限公司