[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310017617.X
• 申請(qǐng)日: 2013-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103114845A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章博;高爽;林鐵;李立京;張春熹;許文淵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B47/022
• 分類(lèi)號(hào): E21B47/022;E21B47/017;G01C19/72
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專(zhuān)利事務(wù)所 11121
• 代理人: 李有浩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架，該骨架決定了安裝在其上的零件的坐標(biāo)關(guān)系。

背景技術(shù)

測(cè)斜儀是油井井眼軌跡的主要測(cè)量工具，傳統(tǒng)的測(cè)斜儀主要采用機(jī)械陀螺作為角速度傳感器測(cè)量井斜及方位角、采用加速度計(jì)（即加表組件）采集相對(duì)慣性空間的信息。隨著技術(shù)的進(jìn)步，光纖陀螺型石油測(cè)斜儀的研制和應(yīng)用日益廣泛。光纖陀螺技術(shù)應(yīng)用于石油測(cè)斜領(lǐng)域，需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題是：

（1）尺寸限制。測(cè)斜儀通常為筒形結(jié)構(gòu)，光纖陀螺（即敏感環(huán)組件）和加表組件在測(cè)斜儀內(nèi)部的布局既要保證與IMU基準(zhǔn)坐標(biāo)系O-XYZ正交的一致，又要適應(yīng)測(cè)斜儀軸向/徑向尺寸比極大的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

（2）復(fù)雜的強(qiáng)磁場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境。井下作業(yè)的地磁環(huán)境復(fù)雜，測(cè)斜儀必須有相應(yīng)的抗地磁干擾措施。

（3）長(zhǎng)時(shí)間高溫工作。測(cè)斜儀在井下工作時(shí)的溫度相對(duì)較高，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，要保證IMU單元具有較好的溫度適應(yīng)性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要有與之適應(yīng)的措施。

（4）坐標(biāo)基準(zhǔn)傳遞。特殊的應(yīng)用環(huán)境決定了測(cè)斜儀必須采用多層嵌套和分段連接的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，做為核心器件的IMU單元，其坐標(biāo)基準(zhǔn)必須能從測(cè)斜儀的內(nèi)層有效傳遞到儀器的外部。

光纖陀螺技術(shù)在油井測(cè)斜領(lǐng)域的應(yīng)用，必須考慮上述行業(yè)背景和行業(yè)應(yīng)用的特殊性。石油測(cè)斜儀用光纖陀螺IMU骨架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧IMU單元的技術(shù)要求和測(cè)斜儀的特點(diǎn)。IMU，Inertial?measurement?unit，慣性測(cè)量單元。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于石油測(cè)斜儀的光纖陀螺IMU骨架。該骨架采用一體成型技術(shù)制造，空間呈筒形與框架組合的結(jié)構(gòu)布局，這樣的結(jié)構(gòu)布局有利于實(shí)現(xiàn)石油測(cè)斜儀用IMU骨架的組件化、模塊化設(shè)計(jì)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的骨架重量輕、強(qiáng)度高、易于加工和零件裝配，能滿(mǎn)足井下應(yīng)用的溫度適應(yīng)性要求。結(jié)合安裝在外部的磁屏蔽圓筒外套，對(duì)井下的復(fù)雜地磁條件具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。

本發(fā)明光纖陀螺IMU骨架的優(yōu)點(diǎn)在于：

①空間呈筒形與框架組合的結(jié)構(gòu)布局，這樣的結(jié)構(gòu)布局有利于實(shí)現(xiàn)石油測(cè)斜儀用IMU的組件化、模塊化設(shè)計(jì)；且重量輕、強(qiáng)度高、易于加工。

②在筒形與框架外部安裝磁屏蔽圓筒外套（坡莫合金材料），提高了光纖陀螺IMU骨架在井下復(fù)雜地磁環(huán)境的環(huán)境適應(yīng)性。

③骨架采用一體化加工成型，便于零件裝配，這里的零件是指構(gòu)成IMU單元所必須的器件，可以是光纖陀螺、加表、電路板、光源組件等。

④骨架坐標(biāo)保持與IMU坐標(biāo)系相同便于敏感環(huán)、加表組件沿坐標(biāo)軸的安裝，提高了測(cè)量精度，同時(shí)也使得骨架便于工業(yè)化加工生產(chǎn)。

⑤骨架采用空間呈筒形與框架組合的結(jié)構(gòu)布局，以及在骨架的兩端與測(cè)斜儀其它部件固定連接的結(jié)構(gòu)。在各個(gè)腔體的上通過(guò)加工有安裝功能的凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，使得IMU單元所需零件裝配簡(jiǎn)單，各零件相互之間的傳熱通道保持最小，這有利于IMU單元的熱均衡。

⑥骨架外部安裝的磁屏蔽圓筒外套可以加工為一體件，也可以加工為分段件進(jìn)行套接在骨架上，在抗磁擾方面上具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、便于裝配的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明光纖陀螺IMU骨架的正視面結(jié)構(gòu)圖。

圖1A是圖1的后視圖。

圖1B是圖1的右視圖。

圖1C是圖1的左視圖。

圖1D是圖1的仰視圖。

圖1E是圖1的俯視圖。

圖2是圖1的俯視角度的結(jié)構(gòu)圖。

圖2A是圖1的仰視角度的結(jié)構(gòu)圖。

圖2B是加表組件安裝腔體部分的放大結(jié)構(gòu)圖。

圖3是圖1A的俯視角度的結(jié)構(gòu)圖。

圖3A是圖1A的仰視角度的結(jié)構(gòu)圖。