[發(fā)明專利]一種用于小型隨鉆陀螺測斜儀的探管結(jié)構(gòu)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710664732.4
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN109387201A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曉麗;王晉麟;呂偉;張弘強;李瑋燕;陳士金;李世揚
• 申請（專利權(quán)）人: 航天科工慣性技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01C21/18
• 分類號: G01C21/18;E21B47/02;E21B47/013
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本發(fā)明提供一種用于小型隨鉆陀螺測斜儀的探管結(jié)構(gòu)，包括：置于一抗壓管中的探管芯；所述探管芯包括驅(qū)動結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，其中：所述的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括具有中心旋轉(zhuǎn)軸的動力調(diào)諧陀螺儀、以及沿一側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸w1依次設(shè)置的加表、滑環(huán)和軸承；所述的動力調(diào)諧陀螺儀的一端與固定加表的加表骨架一體化設(shè)計，所述滑環(huán)和軸承之間設(shè)有支撐座，并分別和所述的滑環(huán)和軸承連接，動力調(diào)諧陀螺儀的另一側(cè)旋轉(zhuǎn)軸w2的上端固定有軸承；所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括電機和齒輪，所述齒輪與旋轉(zhuǎn)軸w2上的軸承連接。該探管結(jié)構(gòu)的最大外徑不超過能夠覆蓋整個油田井的使用，具有廣闊的應(yīng)用前景，且其精度高、耐高溫、抗振效果優(yōu)異，適合國內(nèi)作業(yè)特點和需求，可工程化應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣田鉆井技術(shù)，具體涉及一種用于小型隨鉆陀螺測斜儀的探管結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨鉆陀螺測斜儀探管區(qū)別于傳統(tǒng)的磁性隨鉆測斜儀，其是通過測量自轉(zhuǎn)角速率和地球重力加速度，從而獲得探管的姿態(tài)并作為井下鉆具的姿態(tài)數(shù)據(jù)。目前，現(xiàn)有的隨鉆陀螺測斜儀系統(tǒng)掌握了陀螺姿態(tài)測量方法、電源管理、井下狀態(tài)控制、大排量條件下信號傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，在油氣田鉆井領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，而探管是整個隨鉆陀螺測斜儀的核心，井下工作環(huán)境十分惡劣，探管作為整個儀器的核心部件，因此其結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得尤為重要。

目前的隨鉆陀螺測斜系統(tǒng)所具有的探管的外徑均為大尺寸，例如CN201420330540.1公開了一種用于隨鉆陀螺測斜儀探管抗振的結(jié)構(gòu)(為申請人在先申請)，其結(jié)構(gòu)中安裝的光纖陀螺的尺寸達(dá)到Φ58mm，因此其探管外徑尺寸更大，達(dá)到Φ90mm，此類大尺寸的隨鉆陀螺測斜系統(tǒng)無法覆蓋整個油田井的使用。而如果設(shè)計小型隨鉆陀螺測斜儀，其所需探管的尺寸必須要縮小，進(jìn)一步導(dǎo)致其內(nèi)部的各個部件均需小尺寸的，如何選擇這些部件、如何進(jìn)行匹配設(shè)計等是一個難點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種用于小型隨鉆陀螺測斜儀的探管結(jié)構(gòu)，所述的探管外徑最大僅達(dá)到Φ48mm，且具有耐高溫、精度高等優(yōu)點。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：

一種用于小型隨鉆陀螺測斜儀的探管結(jié)構(gòu)，包括：

置于一抗壓管中的探管芯；

所述探管芯的一端連接一減振器，另一端連接一減振彈簧；

所述探管芯包括驅(qū)動結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，其中：

所述的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括具有中心旋轉(zhuǎn)軸的動力調(diào)諧陀螺儀、以及沿一側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸w1依次設(shè)置的加表、滑環(huán)和軸承；所述的動力調(diào)諧陀螺儀的一端與固定加表的加表骨架一體化設(shè)計，所述滑環(huán)包括內(nèi)環(huán)和外環(huán)，其中，內(nèi)環(huán)與加表骨架連接，外環(huán)和一支撐座連接，所述支撐座起到固定旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的作用，且所述軸承置于所述支撐座內(nèi)部，用于帶動所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，動力調(diào)諧陀螺儀的另一側(cè)旋轉(zhuǎn)軸w2的上端固定有軸承；

所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括電機和齒輪，所述齒輪與旋轉(zhuǎn)軸w2上的軸承連接，

所述的齒輪采用的是兩級減速結(jié)構(gòu)，其中，兩級減速結(jié)構(gòu)中，齒輪的模數(shù)a，不根切的最小齒數(shù)z1及中心距m滿足：

齒輪的模數(shù)a，中心距m及不根切的最小齒數(shù)z1滿足：9mm≤a≤10mm,且m不小于0.273，且z1＝17

優(yōu)選a＝9.3，且m＝0.3

所述探管外徑最大不超過

所述的動力調(diào)諧陀螺儀的一端與固定加表的加表骨架一體化設(shè)計，其中，對一體化結(jié)構(gòu)進(jìn)行整個灌膠；

所述旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)還包括依次連接的聯(lián)軸器和編碼器，且所述聯(lián)軸器與旋轉(zhuǎn)軸w1的上端相接；

所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)還包括減速倉組件，減速倉組件的一端與電機相接，另一端與齒輪相連；

所述的探管芯還包括電機外罩，所述電機外罩保護(hù)電機的同時連接減振器，起到承上啟下的作用；