用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器。具體地，一種用于推靠器的便攜式井徑刻度器，推靠器具有管狀基體（11）和相對于管狀基體（11）能夠張開與收回并且沿管狀基體（11）周向均勻分布的多個推靠臂（13），井徑刻度器包括：刻度板（23）和分別設置有保持部（38，48）的單耳和雙耳定心固定座（22，27）。單耳定心固定座（22）和雙耳定心固定座（27）通過緊固裝置緊固在一起，使得井徑刻度器能夠環抱基體（11）并且使得兩者軸線重合。刻度板（23）能夠被保持在保持部（38，48）中并且關于后者能夠樞轉而形成限制推靠臂（13）的張開程度的限定位置，所述限定位置對應于計算井徑的標定值。
【專利說明】用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種便攜式井徑刻度裝置，尤其涉及一種在含有多臂推靠結構并帶有多個超長貼壁測量極板的推靠器上使用的井徑刻度器。
【背景技術】
[0002]這里提供的【背景技術】描述用于總體上介紹本實用新型的背景。當前所署名發明人的在本【背景技術】部分中所描述的程度上的工作，以及本描述中在申請時不構成現有技術的各方面，既非明示也非默示地被承認為與本實用新型相抵觸的現有技術。
[0003]推靠器是一種石油測井儀器，它的特點是具有單個或者多個推靠臂結構，功能是直接測量井徑或者將感應元件推至井壁采集信號。井徑是測井技術中的一個重要參數，井徑資料對于綜合判斷巖性、解釋其他測井曲線和計算固井水泥量等等都是非常重要的。能夠獲取井徑參數的儀器有專門的井徑儀和帶有井徑功能的測井儀器，如微電阻率掃描成像儀器等。這些儀器在測量之前需要采用標準的模擬井筒或傳統的刻度器進行刻度，以模擬井徑機械結構本身和經過電信號轉換過后的井徑傳遞函數。
[0004]具有精巧的刻度原理、便于安裝、拆卸和運輸攜帶的井徑刻度器可以有效地提高井徑刻度的精確性和優化傳遞函數，同時大大節省刻度的工作時間和工作強度，節省測井成本開支，增加經濟效益。傳統的井徑刻度方法通常有兩種:一種是直接加工幾個標準井筒，然后通過人工方式懸掛在井徑儀的末端或者測量儀器的測量極板組上；另一種是鹿耳式井徑刻度器，其主要特征是具有一個定心圓筒主基體和一系列預先加工好的成階梯狀的、具有不同大小的環形井筒，其中所述定心圓筒主基體直接套在被測量儀器的靠近測量帶的管狀基體上，所述具有不同大小的環形井筒可以給不同標準井徑限位。
[0005]上述第一種井徑刻度方法的缺點在于，通過標準井筒進行手動地刻度時，井筒的軸線與被標定對象的中心軸線不能對齊，導致標定結果的失真。上述第二種井徑刻度方法的鹿茸式井徑刻度器是一種整體刻度器，當被安裝在較重的測井儀器上時，比較費力、費時。特別地，隨著具有多組長貼壁測量極板的油基泥漿微電阻率掃描成像儀器的出現，如果采用鹿耳式井徑刻度方法，刻度器就會顯得特別龐大。由此產生了多點插值梁式刻度器，并且同時解決了因測量極板繞自身軸線旋轉所導致的標定值失真的問題。
[0006]然而，多點插值梁式刻度器結構復雜，重量過大，需多位現場工作人員共同協作才能完成刻度器的安裝和刻度標定值調整的工作，經濟效益不明顯。因此，在本領域中需要一種結構上更簡單、易于安裝和拆卸的便攜式井徑刻度器。
[0007]正是為了解決本領域中前述井徑刻度器的缺點，提出了本實用新型，其目的是提供一種具有自動定心功能、在水平狀態下和垂直狀態下均可以快速安裝拆卸、調整標定值的井徑刻度裝置，其能夠為帶有貼壁極板測量的多壁推靠器提供精確的井徑參考值。
實用新型內容
[0008]在本實用新型的一個方面，提供一種用于推靠器的便攜式井徑刻度器，所述多臂推靠器具有管狀基體和相對于所述管狀基體能夠張開與收回并且沿所述管狀基體周向均勻分布的多個推靠臂，所述井徑刻度器包括:刻度板和分別設置有保持部的單耳和雙耳定心固定座；
[0009]其中，所述單耳定心固定座和雙耳定心固定座通過緊固裝置緊固在一起，使得所述井徑刻度器能夠環抱所述基體并且使得兩者軸線重合；
[0010]并且其中，所述刻度板能夠被保持在所述保持部中并且關于后者能夠樞轉而形成限制所述推靠臂的張開程度的限定位置，所述限定位置對應于計算井徑的標定值。
[0011]在本實用新型的另一個方面，所述單耳和雙耳定心固定座具有內徑基本等于所述管狀基體的外徑的第一和第二半圓環狀基體，所述第一和第二半圓環狀基體的一端分別形成有能夠配合緊固在一起的第一和第二螺紋安裝凸臺，而另一端分別形成有能夠銷接在一起的單耳座和雙耳座，從而使得所述井徑刻度器能夠環抱所述管狀基體并且使得兩者軸線重合。
[0012]在本實用新型的另一個方面，所述保持部為兩片式刻度支撐板，所述刻度板中設置有銷眼，其中所述刻度板通過穿過所述銷眼的銷能夠被保持在所述刻度支撐板中并且關于后者樞轉。
[0013]在本實用新型的另一個方面，所述刻度板中還設置有與所述銷眼同心并在所述刻度板兩側凸起的凸臺。
[0014]在本實用新型的另一個方面，還包括刻度片，并且所述刻度板的一端設置有多個棘輪齒，其中當所述刻度板與所述推靠臂接觸使得所述多個棘輪齒中的一個棘輪齒與所述刻度片嚙合時，所述棘輪齒的位置對應于所述標定值。
[0015]在本實用新型的另一個方面，所述刻度板的另一端設置有圓化限位接觸部，其中當所述推靠臂的張開受到限制時，所述圓化限位接觸部與所述推靠臂接觸。
[0016]在本實用新型的另一個方面，所述刻度支撐板兩側設置有半燕尾形狀導軌并且所述刻度片設置有燕尾式導向特征，使得所述刻度片適配安裝在所述刻度支撐板上。
[0017]在本實用新型的另一個方面，所述刻度片還設置有通孔，其中當所述刻度片安裝在所述刻度支撐板上時，彈簧的一端與所述通孔連接并且所述彈簧的另一端相應地固接到所述單耳和雙耳定心固定座，使得所述刻度片在所述彈簧的拉緊力作用下能夠一直貼緊所述刻度板。
[0018]在本實用新型的再一個方面，所述推靠臂被分成兩組，每組為三個。
[0019]在本實用新型的又一個方面，所述單耳和雙耳定心固定座中每個上的保持部為三個。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]在實施例的以下詳細描述中僅通過示例方式呈現其它特征、優點和細節，詳細描述參考附圖，在附圖中:
[0021]圖1是根據本實用新型原理的便攜式井徑刻度器安裝在多臂推靠器上時的示意圖。
[0022]圖1A是根據本實用新型原理的用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的局部示意圖，示出了推靠臂相對于推靠器主基體張開。[0023]圖2A是根據本實用新型原理的用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的主視平面圖。
[0024]圖2B是根據本實用新型原理的用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的三維軸測圖。
[0025]圖3A是根據本實用新型原理的用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的單耳定心固定座的軸測圖。
[0026]圖3B是根據本實用新型原理的用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的單耳定心固定座的左視圖。
[0027]圖3C是圖3B中的圈3C處的細節放大圖。
[0028]圖4A是根據本實用新型原理的用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的雙耳定心固定座的軸測圖。
[0029]圖4B是根據本實用新型原理的用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的雙耳定心固定座的左視圖。
[0030]圖4C是圖4B中的圈4C處的細節放大圖。
[0031]圖5是用于根據本實用新型原理的用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的刻度板的主視圖。
[0032]圖6是用于根據本實用新型原理的用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的刻度片的主視圖。
【具體實施方式】
[0033]下面的描述本質上僅是示范性的并且不旨在限制本實用新型、應用或使用。此外，無意于受到在前面的【技術領域】、【背景技術】和實用新型內容或下面的詳細描述中所呈現的任何明示或默示理論的限制。應當理解在整個附圖中，相應的參考標記標識相似或相應的部件或特征。
[0034]現在將會進一步進行闡述本實用新型。在下面的段落中，更詳細地限定本實用新型的不同方面。除非明顯地相反指示，如此限定的每一方面可與任何其他(多個)方面進行結合。特別地，指示為優選或有利的任何特征可與指示為優選或有利的任何其它(多個)特征相結合。
[0035]在井徑刻度時，推靠器張開的幅度被限制在幾個標準圓柱大小的位置(模擬油井井筒)，然后測量與張開的幅度對應的電信號，最后將電信號作為自變量，模擬的標準圓柱大小作為因變量，通過插值擬合建立兩者之間的函數關系。根據本實用新型的刻度器能夠通過機械結構將推靠器張開的幅度限制在所設計的若干標準圓柱大小的位置，從而實現對井徑進行刻度標定。
[0036]參照附圖1，示出了安裝在多臂推靠器上的根據本實用新型原理的便攜式井徑刻度器。如圖1所示，所述推靠器具有管狀的推靠器主基體11，其帶有沿著主基體的軸線周向均勻分布(即，沿周向以相等角度分隔開)的多個主動推靠臂13。該主動推靠臂13的數量由推靠器本身決定，作為示例，例如6個推靠臂，此時相鄰推靠臂之間的角度為360° /6=60°。所述推靠器還具有多組極板，其中每組極板具有數量上等于推靠臂個數除以極板組數的極板14，從而使得每個推靠臂13關聯于一塊極板14。本領域技術人員將明白，推靠器極板分組的作用是為了讓每組極板錯開一個角度，使得儀器(推靠器)上的成像原件更充分的覆蓋井壁的面積百分比，當然在一些實施例中，極板也可以不分組。作為示例，優選地，極板被分為2組，每組極板具有6 + 2=3塊極板14。每塊極板14均可以繞自身的長軸線旋轉，例如旋轉角度為±25°，如圖1A所示，其中示出了推靠臂13可以相對于主基體11通過電機加電輸出力矩張開，同時示出一個極板14可具有關于自身軸線沿箭頭所示的旋轉方向的±25°的旋轉角度。當然，推靠臂13還可以相對于主基體11通過電機加電輸出力矩收回(未示出)，如本領域技術人員所明白。
[0037]如下文將詳細地描述，根據本實用新型原理的便攜式井徑刻度器12能夠僅通過單個緊固裝置例如六角螺栓的緊固/旋緊實現安裝在所述推靠器上，并且同時能夠確保該井徑刻度器12的軸心和管狀主基體11的軸心對準重合，或者僅通過所述單個緊固裝置的松開實現井徑刻度器12從所述推靠器上的拆卸。
[0038]參見圖1，根據本實用新型，便攜式井徑刻度器12具有多個刻度板23，其數量與井徑刻度器12所應用到的推靠器中的推靠臂數量相同，從而使得每個臂能夠獨立進行刻度。作為示例，例如為6個刻度板23。每塊刻度板23用來限制與其關聯的推靠臂13所張開的幅度，并且每塊刻度板23具有限制該刻度板旋轉角度的多個棘輪齒52，優選地，具有5個棘輪齒52 (在圖5中最佳地可看到)，每個棘輪齒位分別代表6" (6英寸)、8"、10"、12"和20"的標準井徑標定值。如下文將詳細地描述，每塊刻度板23均可以獨立地、方便地手動調整使得不同的齒位進入嚙合狀態，并且刻度板的每個棘輪齒52都限制了對應的推靠臂13的張開程度，同時決定了極板組張開所形成的包絡圓柱的直徑大小，即，相應的刻度標準標定值。由于根據本實用新型原理的刻度標定值直接取自主動推靠臂，所以刻度器12可以將推靠器置于水平放置或者豎直放置狀態進行刻度工作，同時不受極板繞自身軸線旋轉的影響。此外，本實施例中的便攜式井徑刻度器重量較輕(總重不超過9公斤)，可以一個人完成該刻度器的安裝或拆卸工作。
[0039]現在參見圖2A和圖2B，分別示出用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器12的主視平面圖和三維軸測圖。如圖2A和圖2B所示，并結合圖3A、3B、4A和4B，井徑刻度器包括分別具有半圓環狀基體37、47的單耳定心固定座22和雙耳定心固定座27，每個基體上等間距地布置有例如焊接有三對刻度支撐板38和48。當然，本領域技術人員將明白，取決于推靠臂的數量，每個基體上也可關于其半圓環周向中心等間距地布置其他數量的刻度支撐板而不偏離本實用新型的精神和范圍。
[0040]單耳定心固定座22和雙耳定心固定座27通過緊固裝置例如通過銷子21銷接在一起，銷子21由開口銷26鎖住以防止滑出。在刻度時，將所述兩個半圓環固定座22、27環抱在管狀主基體11上，通過將單耳定心固定座22上的單耳座31和安裝凸臺35分別與雙耳定心固定座27上的雙耳座41和安裝凸臺45對準并緊固在一起，便可實現井徑刻度器到推靠器的自動定心安裝。
[0041]刻度板23通過使緊固件例如銷子25穿過銷眼51 (參見圖5)和銷孔34或44分別銷接在定心固定座22、27的刻度支撐板38、48中。刻度片29通過燕尾式導軌面39、49(如圖3C和圖4C中更清楚地看到)分別安裝在兩個定心固定座22、27的刻度支撐板38、48上。特別地可參見圖6，示出了根據本實用新型的井徑刻度器中所使用的刻度片29。刻度片29上下均為精加工導向和定位平面，同時形成有燕尾式導向特征62和用于掛接彈簧24的一個端部的一個通孔61。拉伸彈簧24的一端通過孔61與刻度片29的一端連接(例如拉伸彈簧24的一端可以鉤在孔61中)，彈簧24的另一端通過緊固件例如螺釘28 (請將圖2A和2B中28處的孔修改為如26銷的形式)固接在對應的定心固定座22、27上(如圖2A所示)。這樣刻度片29只能沿刻度支撐板38、38上的平面32、42移動。在彈簧24的拉緊力作用下，刻度片29會一直貼緊刻度板23，并且除非手動拉開刻度片29，刻度板23只能做順時針方向轉動(即，刻度片29依棘輪齒位20" -12" -10" -8" -6"的次序移動)，并在主推靠臂反推作用力下穩定地固定在前述的五個棘輪齒位空間位置。
[0042]現在轉向圖3A、3B和3C，示出了單耳定心固定座22的結構和特征。單耳定心固定座22由一個半圓環狀基體37和周向均勻分布于其上的三對刻度支撐板38組成。半圓環狀基體37的一個末端形成有一個銷眼單耳座31，用于通過銷子21與雙耳固定座27的銷眼雙耳座41銷接在一起，并且半圓環狀基體37的內部被精加工為半圓，該半圓的直徑大小與所述推靠器的管狀主基體11的外徑基本相等，以便在安裝時自動定心。半圓環狀基體37的另一末端形成有螺紋安裝凸臺35，以便與在半圓環狀基體47的末端處形成的螺紋安裝凸臺45配合緊固。刻度支撐板38為兩片式結構，并且其上開設有銷孔33，34，刻度板23和彈簧24安裝在該兩片式結構中間。刻度支撐板38上部為精加工的平面32，兩側設置有半燕尾形狀導軌39 (圖3C中示出)，用以安裝刻度片29。這樣如前所述，彈簧24的拉力可以保證刻度片29在支撐平面上向刻度板23自動靠緊。
[0043]現在參考圖4A、4B和4C，示出了雙耳定心固定座27的結構和特征。雙耳定心固定座27由一個半圓環狀基體47和周向均勻分布于其上的三對刻度支撐板48組成。半圓環狀基體47的一個末端形成有一個銷眼雙耳座41，用于通過銷子21與單耳固定座22的銷眼單耳座31銷接在一起,并且半圓環狀基體47的內部被精加工為定心固定半圓,該半圓的大小與所述推靠器的管狀主基體11的外徑相等，以便在安裝時自動定心。半圓環狀基體47的另一末端形成有螺紋安裝凸臺45,以便與在半圓環狀基體37的末端處形成的螺紋安裝凸臺35配合緊固。刻度支撐板48為兩片式結構，并且其上開設有銷孔43，44，刻度板23和彈簧24安裝在該兩片式結構中間。刻度支撐板48上部為精加工的平面42，兩側設置有半燕尾形狀導軌49 (圖4C中示出)，用以安裝刻度片29。這樣，如前所述，彈簧24的拉力可以保證刻度片29在支撐平面上向刻度板23自動靠緊。
[0044]圖5示出用于根據本實用新型原理的用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器的刻度板23的主視圖。刻度板23設置例如精加工有:一個銷眼51 ;多個刻度標定限位用棘輪齒，優選地五個刻度標定限位用棘輪齒52，其分別代表6"、8"、10"、12"、20"刻度標定值；圓化限位接觸部54 ;以及優選地，與銷眼51同心并對稱加工在刻度板23的兩側的凸起的凸臺53，與通過刻度板23的兩個側面與支撐板38的兩個內側面直接接觸相比，通過凸臺53與支撐板38的兩個內側面接觸，能夠減少刻度板23與支撐板38之間的摩擦阻力。在刻度時，當相應標記的棘輪齒52進入與刻度片29上平面相嚙合時，推靠臂的反力矩(如果推靠臂張開的過程中遇到阻力，這個電極的力矩就稱為反力矩)使得刻度板23固定在所設計的相應角度上，實現不同的標定值。圓化限位接觸部54與主推靠臂直接采用圓對平面接觸的方式，保證了接觸的強度而不產生變形，保證多次重復刻度值的一致性。
[0045]從前面所述可以看出，根據本實用新型，在將刻度板23放入支撐板38、48中后，刻度板23的一端通過圓化特征54緊貼在主推靠臂13的平面上，而另一端通過棘輪齒特征52與刻度片29的上平面嚙合。由于棘輪齒的結構特征，刻度板23可以阻止主推靠臂13繼續向外張開。此時，6塊極板14在對應的張開程度下形成一外包絡圓，該包絡圓的直徑大小即是設定的井徑標定值6"、8"、10"、12"和20"中的一個，從而可以通過插值擬合基于所述標定值來計算出各種井徑值。
[0046]雖然在前面的詳細描述中描述了至少一個示范性實施例，但是應當明白存在大量的變形。比如，根據需要，可將推靠臂和刻度板的數量設置為3個、4個或其他數量，并相應地，調整定心固定座上的刻度支撐板的數目。還應當明白在此描述的一個示范性實施例或多個示范性實施例僅僅是例子，并不旨在以任何方式限制本實用新型的范圍、適用性或構造。相反，前面的詳細描述將為本領域技術人員提供方便的指引以實施一個示范性實施例或多個示范性實施例。應當理解在不偏離由所附權利要求及其合法等同方案闡明的本實用新型范圍的情況下可以對元件的功能和排列做出各種變化。
【權利要求】
1.一種用于多臂推靠器的便攜式井徑刻度器，所述多臂推靠器具有管狀基體(11)和相對于所述管狀基體(11)能夠張開與收回并且沿所述管狀基體(11)周向均勻分布的多個推靠臂(13)，所述井徑刻度器包括:刻度板(23)和分別設置有保持部(38，48)的單耳和雙耳定心固定座(22，27)； 其中，所述單耳定心固定座(22)和雙耳定心固定座(27)通過緊固裝置緊固在一起，使得所述井徑刻度器能夠環抱所述基體(11)并且使得兩者軸線重合； 并且其中，所述刻度板(23)能夠被保持在所述保持部(38,48)中并且關于后者能夠樞轉而形成限制所述推靠臂(13)的張開程度的限定位置，所述限定位置對應于計算井徑的標定值。
2.如權利要求1所述的井徑刻度器，其特征在于，所述單耳和雙耳定心固定座(22，27)具有內徑基本等于所述管狀基體(11)的外徑的第一和第二半圓環狀基體(37，47)，所述第一和第二半圓環狀基體(37，47)的一端分別形成有能夠配合緊固在一起的第一和第二螺紋安裝凸臺(35，45)，而另一端分別形成有能夠銷接在一起的單耳座(31)和雙耳座(41)，從而使得所述井徑刻度器能夠環抱所述管狀基體(11)并且使得兩者軸線重合。
3.如權利要求1所述的井徑刻度器，其特征在于，所述保持部(38，48)為兩片式刻度支撐板(38，48)，所述刻度板(23)中設置有銷眼(51)，其中所述刻度板(23)通過穿過所述銷眼(51)的銷能夠被保持在所述刻度支撐板(38，48)中并且關于后者樞轉。
4.如權利要求3所述的井徑刻度器，其特征在于，所述刻度板(23)中還設置有與所述銷眼(51)同心并在所述刻度板(23)兩側凸起的凸臺(53)。
5.如權利要求3所述的井徑刻度器，其特征在于，還包括刻度片(29)，并且所述刻度板(23)的一端設置有多個棘輪齒，其中當所述刻度板(23)與所述推靠臂接觸使得所述多個棘輪齒中的一個棘輪齒與所述刻度片(29)嚙合時，所述棘輪齒的位置對應于所述標定值。
6.如權利要求5所述的井徑刻度器，其特征在于，所述刻度板(23)的另一端設置有圓化限位接觸部(54)，其中當所述推靠臂(13)的張開受到限制時，所述圓化限位接觸部(54)與所述推靠臂(13)接觸。
7.如權利要求5所述的井徑刻度器，其特征在于，所述刻度支撐板(38，48)兩側設置有半燕尾形狀導軌(39)并且所述刻度片(29)設置有燕尾式導向特征，使得所述刻度片(29)適配安裝在所述刻度支撐板(38，48 )上。
8.如權利要求7所述的井徑刻度器，其特征在于，所述刻度片(29)還設置有通孔(61)，其中當所述刻度片安裝在所述刻度支撐板(38，48)上時，彈簧(24)的一端與所述通孔(61)連接并且所述彈簧(24)的另一端相應地固接到所述單耳和雙耳定心固定座(22，27)，使得所述刻度片(29)在所述彈簧(24)的拉緊力作用下能夠一直貼緊所述刻度板(23)。
9.如權利要求1-8中任一項所述的井徑刻度器，其特征在于，所述推靠臂被分成兩組，每組為三個。
10.如權利要求9所述的井徑刻度器，其特征在于，所述單耳和雙耳定心固定座(22，27)中每個上的保持部(38，48)為三個。
【文檔編號】E21B47/08GK203783559SQ201420014701
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月10日 優先權日:2014年1月10日
【發明者】韋海王, 劉越, 莫立鋒, 于洋 申請人:中國石油集團長城鉆探工程有限公司