[實用新型]一種多臂式井下測徑探頭

有效

• 申請號: 201320129826.9
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN203231734U
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 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（專利權）人: 丹東東方測控技術有限公司
• 主分類號: G01B11/12
• 分類號: G01B11/12;E21B47/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種井徑測試儀，具體涉及一種機械式井徑測量儀器。

背景技術

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狹長套管或圓井的過程中，會導致測量儀表的損傷。因此，在將探測儀表深入進狹長套管或圓井之前，需要對套管或圓井的內部尺寸情況進行探測。

傳統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，因此當井徑發生較小變化時，所引起的電位差信號的變化量不足以被精確的分析檢測，導致該種方法的檢測精度不夠高。

目前常用的測井內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半徑。但是這樣的方法，對于內徑較大的管或井，具有較好的效果；而當井的內徑較小時，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。

發明內容

針對現有機械式井下測徑儀所存在的缺點，本實用新型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。

本實用新型的具體技術方案是：

本實用新型的裝置結構如圖1所示：在支桿1的上頭裝有吊環4，在支桿1的下頭裝有配重2，在支桿1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1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，本實用新型以僅裝有二個測量臂3為例進行說明。

測量臂3的結構如圖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上制有聯接環A303，在固定塊B310上制有聯接環B304，并保證聯接環A303到滑桿301的距離與聯接環B304到滑桿301的距離相等；聯接環A303及聯接環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的結構如圖3所示，長桿305的兩端開有圓孔，利用長桿305兩端的圓孔，通過常規的連接方式可以使長桿305之間的連接以及長桿305分別與聯接環A303及聯接環B304之間的連接可以在一定角度范圍內自由旋轉。

測量臂3通過固定塊A309及固定塊B310與支桿1連接固定，并保證安裝后滑桿301與支桿1平行。

具體的應用方法如下：

當本實用新型的探頭在使用時，豎直向下的伸入到欲測量內徑的管井中，由于受到管井壁的束縛作用，滾輪306會向支桿1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，使當管井內徑發生變化時，滾輪306依然能夠緊貼管井內壁。

根據激光位移傳感器308的輸出信號以及三角函數關系，可以通過以下計算公式獲得所測量井管內部的半徑：

聯接環A303、聯接環B304及滾輪306三者的圓心所構成等腰三角形的高h滿足三角函數關系：????????????????????????????????????????????????，其中L為長桿305兩端圓孔心的距離，L2為聯接環A303圓心與聯接環B304圓心的距離；

而有，其中L1為激光位移傳感器308與聯接環B304圓心的距離，L3為聯接環A303圓心到滑塊302上邊緣的距離，L4為激光位移傳感器308所檢測到的激光位移傳感器308至滑塊302上邊緣的距離；

而所測量井管內部的半徑R滿足公式：；其中r1為支桿1的半徑，h1為測量臂3與支桿1安裝固定后聯接環A303圓心到支桿1的距離，h為聯接環A303、聯接環B304及滾輪306三者的圓心所構成等腰三角形的高，r2為滾輪306的半徑；

則有：；

若令、、，則上式可簡化為：

；

式中L4為激光位移傳感器308對激光位移傳感器308到滑塊302上邊緣距離的檢測結果；A、B、C為常數項，可以通過對r1、h1、r2、L、L1、L3的實際測量計算獲得，也可以通過對多組已知井管內徑的測量后采用常規的非線行回歸算法獲得。