專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺imu組合體的制作方法
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組合體，是利用骨架決定了安裝在其上的石油測(cè)斜儀所需零件的坐標(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:(I)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MU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MU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。目前已開(kāi)發(fā)的光纖陀螺石油測(cè)斜儀，其MU組合體存在的主要問(wèn)題是:(I)不能實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝配工藝性差。(2)不能實(shí)現(xiàn)有效的內(nèi)部熱均衡，溫度性能不佳。
(3)磁屏蔽效果不好，或者磁屏蔽的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工、裝配困難。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MU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 measurementunit,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MU組合體，該MU組合體包括了 MU骨架、磁屏蔽圓筒外套、光纖陀螺敏感環(huán)模塊、數(shù)據(jù)處理電路模塊、光源組件模塊和加速度計(jì)模塊。該MU組合體實(shí)現(xiàn)了模塊化的設(shè)計(jì)，各組件可以單獨(dú)裝配后再安裝到MU骨架上，裝配過(guò)程簡(jiǎn)單、可維護(hù)性好。雙重磁屏蔽防護(hù)設(shè)計(jì)、組件的交叉空間布局和安裝凸臺(tái)設(shè)計(jì)，保證了 MU組合在復(fù)雜井下環(huán)境中具備良好的環(huán)境適應(yīng)性和溫度性能。所述IMU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MU骨架的組件化、模塊化設(shè)計(jì)；也使得IMU組合體上的各部件之間的空間交叉布局和光纖走纖通道的合理布局。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。其中，用于石油測(cè)斜儀的光纖陀螺敏感環(huán)裝置適應(yīng)石油測(cè)斜儀應(yīng)用的要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝配方便，具有磁屏蔽能力和一定的密封性，在批量生產(chǎn)時(shí)有利于實(shí)現(xiàn)性能的一致性。其中，用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架包括有Z軸向腔體(I )、X軸向腔體(2 )、Y軸向腔體(3 )、電路板安裝腔體(4 )、光源組件安裝腔體(5 )、加表組件安裝腔體(6 )和IMU坐標(biāo)基準(zhǔn)導(dǎo)出腔體(7)；所述骨架在空間上呈 圓筒與框架組合的結(jié)構(gòu)布局，即Z軸向腔體(I)為圓筒形結(jié)構(gòu)；x軸向腔體(2)為箱型框架結(jié)構(gòu)；￥軸向腔體(3)為箱型框架結(jié)構(gòu)；電路板安裝腔體(4)為箱型框架結(jié)構(gòu)；光源組件安裝腔體(5)為箱型框架結(jié)構(gòu)；加表組件安裝腔體(6)為箱型框架結(jié)構(gòu)；MU坐標(biāo)基準(zhǔn)導(dǎo)出腔體(7)為圓筒形結(jié)構(gòu)；Z軸向腔體(I)的底部加工有第一安裝凸臺(tái)(11 )，所述第一安裝凸臺(tái)(11)上設(shè)有第一固定孔(12)；Z軸向腔體(I)的第一外筒安裝面板(14)上設(shè)有第二固定孔(13)、第三固定孔
(15)、光纖導(dǎo)引槽(16);所述光纖導(dǎo)引槽(16)的一端開(kāi)口與腔體導(dǎo)通,所述光纖導(dǎo)引槽
(16)的另一端開(kāi)口與X軸向腔體(2)的第一走纖通道(23)連續(xù)；X軸向腔體(2)上下為開(kāi)放式的；X軸向腔體(2)的左側(cè)板(2A)上設(shè)有矩形通孔(2C)，左側(cè)板(2A)的上端設(shè)有第一走纖通道(23)，該第一走纖通道(23)與光纖導(dǎo)引槽(16)為連續(xù)結(jié)構(gòu)；X軸向腔體(2)的右側(cè)板(2B)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第二安裝凸臺(tái)(21)，第二安裝凸臺(tái)(21)上開(kāi)有第四固定孔(22);Y軸向腔體(3)左右為開(kāi)放式的，軸向腔體(3)的上側(cè)板(3A)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第三安裝凸臺(tái)(31)，第三安裝凸臺(tái)(31)上開(kāi)有第五固定孔(32) ;￥軸向腔體(3)的下側(cè)板(3B)的后部為第二外筒安裝面板(36)，上側(cè)板(3A)的左端部設(shè)有凸棱(33)，凸棱(33)與上側(cè)板(3A)左端的端面之間留有間隙，該間隙用于第一尾纖通過(guò)，形成第二走纖通道(34);第二走纖通道(34)與第一走纖通道(23)連續(xù)；電路板安裝腔體(4)上下為開(kāi)放式的；電路板安裝腔體(4)的左面為左側(cè)板(4A)、電路板安裝腔體(4)的右面為右側(cè)板(4B)；電路板安裝腔體(4)內(nèi)設(shè)有第四安裝凸臺(tái)(41)，所述第四安裝凸臺(tái)(41)上開(kāi)有第七固定孔(42)；電路板安裝腔體(4)的上邊與光源組件安裝腔體(5)的上邊連續(xù)處設(shè)有第五安裝凸臺(tái)(43)，所述第五安裝凸臺(tái)(43)上開(kāi)有第八固定孔(44)；電路板安裝腔體(4)的下邊與光源組件安裝腔體(5)的下邊連續(xù)處設(shè)有第六安裝凸臺(tái)(43A)，所述第六安裝凸臺(tái)(43A)上開(kāi)有第九固定孔(44A)；光源組件安裝腔體(5)上下為開(kāi)放式的；光源組件安裝腔體(5)的左面為左側(cè)板(5A)、光源組件安裝腔體(5)的右面為右側(cè)板(5B);右側(cè)板(5B)上設(shè)有過(guò)線(xiàn)孔(55)和壓線(xiàn)孔(56 )，過(guò)線(xiàn)孔(55 )和壓線(xiàn)孔(56 )用于布放和固定電信號(hào)引線(xiàn)；光源組件安裝腔體(5)內(nèi)設(shè)有第七安裝凸臺(tái)(51)，所述第七安裝凸臺(tái)(51)上開(kāi)有第十固定孔(52)；在光源組件安裝腔體(5)的左側(cè)板(5A)的側(cè)部加工了第四凸棱(45)，第三凸棱(45 )與電路板安裝腔體(4 )的上板面構(gòu)成了第三走纖通道(46 )，該第三走纖通道(46 )與第二走纖通道(34)接續(xù)；加表組件安裝腔體(6)下方為開(kāi)放式的；加表組件安裝腔體(6)上設(shè)有上側(cè)板(6D)、左側(cè)板(6A)、右側(cè)板(6B)、前側(cè)板(6C);上側(cè)板(6D)上開(kāi)有第十二固定孔(65)，上側(cè)板(6D )的內(nèi)壁上設(shè)有第九安裝凸臺(tái)(64 );左側(cè)板(6A)上設(shè)有走線(xiàn)孔(63A);右側(cè)板(6B )上設(shè)有走線(xiàn)孔(63)和通孔，右側(cè)板(6B)的內(nèi)壁上設(shè)有第八安裝凸臺(tái)(61)，第八安裝凸臺(tái)(61)上設(shè)有第i 固定孔(62);前側(cè)板(6C)的下端端部為圓弧形；MU坐標(biāo)基準(zhǔn)導(dǎo)出腔體(7)的定位底面板(72)的中心有過(guò)線(xiàn)孔(75)，第四外筒安裝面板(71)與磁屏蔽圓筒外套的另一端固定連接;IMU坐標(biāo)基準(zhǔn)導(dǎo)出腔體(7)的定位圓周體上設(shè)有定位鍵槽(73)、第十三固定孔(74);通過(guò)第十三固定孔(74)實(shí)現(xiàn)MU骨架與石油測(cè)斜儀其它組件端頭的連接固定。其中，用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺敏感環(huán)包括有光纖線(xiàn)圈(200)、磁屏蔽外殼
(100)、光纖環(huán)骨架(300)和光纖導(dǎo)引件(400)；磁屏蔽外殼(100)由盒體(101)和頂蓋(102)兩部分組成；盒體(101)的盒體底面板(103)上設(shè)有第一凸臺(tái)通孔(131)、第二凸臺(tái)通孔(132)、第三凸臺(tái)通孔(133)、螺釘通孔(134)和圓形通孔(135);第一凸臺(tái)通孔(131)用于光纖環(huán)骨架(300)上的第一凸臺(tái)(303A)穿過(guò)；第二凸臺(tái)通孔(132)用于光纖環(huán)骨架(300)上的第二凸臺(tái)(303B)穿過(guò)；第三凸臺(tái)通孔(133)用于光纖環(huán)骨架(300)上的第三凸臺(tái)(303C)穿過(guò)；螺釘通孔(134)用于底部螺釘(500)穿過(guò)；頂蓋(102)的蓋體上面板(107)的外緣上設(shè)有蓋體外凸緣(108),蓋體外凸緣
(108)與蓋體上面板(107)的結(jié)構(gòu)組合為光纖線(xiàn)圈(200)的入纖(201)和尾纖(202)提供了固定擋板和盤(pán)纖操作平面；頂蓋(102)的下方設(shè)有下凸面板(17A)、定位面板(17B);在下凸面板(17A)的區(qū)域里設(shè)有矩形通孔(121)、螺釘通孔(122)、圓形通孔(123)、矩形腔(124)；矩形通孔(121)用于光纖導(dǎo)引件(400)中壓蓋(402)的壓頭(422)穿過(guò)，且使光纖導(dǎo)引件(400)中壓蓋(402)的擋板(421)置于矩形腔(124)中；螺釘通孔(122)用于頂部螺釘(600)穿過(guò)；光纖環(huán)骨架(300)上設(shè)有上端面板(302)、下端面板(301)和纖環(huán)體(309);纖環(huán)體(309)位于上端面板(302)與下端面板(301)之間；上端面板(302)上設(shè)有矩形開(kāi)口腔(321)、低平臺(tái)(322)、第一導(dǎo)引槽(305)、第二導(dǎo)引槽(305A)、第一上翼緣(36)、第二上翼緣(36A);矩形開(kāi)口腔(321)中安裝有光纖導(dǎo)引件(400)的底座(401);第一導(dǎo)引槽(305)和第一上翼緣(306)用于光纖線(xiàn)圈(200)的光纖入纖(201)進(jìn)行方向引導(dǎo)；第二導(dǎo)引槽(35A)和第二上翼緣(36A)用于光纖線(xiàn)圈(200)的光纖尾纖(202)進(jìn)行方向引導(dǎo)；低平臺(tái)(322)與頂蓋(102)底部的間隙配合，實(shí)現(xiàn)光纖線(xiàn)圈(200)纏繞的定位。下端面板(301)上設(shè)有第一凸臺(tái)(303A)、第二凸臺(tái)(303B)、第三凸臺(tái)(303C)、螺紋孔(307)、導(dǎo)引孔(308);第一凸臺(tái)(303A)的中心設(shè)有第一固定孔(304A);第二凸臺(tái)(303B)的中心設(shè)有第二固定孔(304B);第三凸臺(tái)(303C)的中心設(shè)有第三固定孔(304C);螺紋孔(307)中放置螺釘實(shí)現(xiàn)將光纖環(huán)骨架(300)下端與盒體(101)底部的固定安裝；導(dǎo)引孔(308)用于線(xiàn)纜通過(guò)，該線(xiàn)纜也通過(guò)盒體
(101)底部的圓形通孔(135)。光纖導(dǎo)引件(400)由底座(401)和壓蓋(402)兩部分組成；底座(401)和壓蓋(402)裝配后一端形成有導(dǎo)引槽區(qū)域(403)，另一端形成有灌膠口(404);底座(401)的上部為傾斜面板(411),該傾斜面板(411)置于壓蓋(402 )下部的傾斜腔(423 )中；壓蓋(402 )上設(shè)有擋板(421)、壓頭(422)、傾斜腔(423);擋板(421)置于頂蓋(12)的矩形腔(124)中；壓頭(422)穿過(guò)頂蓋(102)的矩形通孔(121);傾斜腔(423)用于放置底座(401的傾斜端；壓蓋(402 )與底座(401)裝配后預(yù)留有一用于灌膠封裝光纖線(xiàn)圈(200 )的灌膠通道；光纖線(xiàn)圈(200)的一端稱(chēng)為入纖(201),光纖線(xiàn)圈(200)的另一端稱(chēng)為尾纖(202),光纖線(xiàn)圈(200)纏繞在光纖環(huán)骨架(300)的纖環(huán)體(309)上。本發(fā)明設(shè)計(jì)的光纖陀螺IMU組合體的優(yōu)點(diǎn)在于:①本發(fā)明IMU骨架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本發(fā)明IMU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本發(fā)明IMU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本發(fā)明IMU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本發(fā)明MU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)。⑦本發(fā)明磁屏蔽外殼采用坡莫合金加工，具有抗磁擾。磁屏蔽外殼的盒體和頂蓋形成密封的圓筒形結(jié)構(gòu)，其體積尺寸小，且裝配方便。⑧本發(fā)明通過(guò)在磁屏蔽外殼的頂蓋上設(shè)置光纖導(dǎo)引件，并通過(guò)光纖導(dǎo)引件上的灌膠口進(jìn)行注膠，使得安裝在磁屏蔽外殼內(nèi)的光纖線(xiàn)圈和光纖環(huán)骨架的封裝更為方便及簡(jiǎn)單，不但提高了光纖陀螺敏感環(huán)的封裝精度，而且密封性更好。⑨本發(fā)明通過(guò)在光纖環(huán)骨架的上端面板加工對(duì)稱(chēng)的導(dǎo)引槽結(jié)構(gòu)，能夠保證敏感環(huán)批量生產(chǎn)時(shí)的性能一致性。⑩本發(fā)明通過(guò)在光纖環(huán)骨架上纏繞有光纖線(xiàn)圈，構(gòu)成了敏感環(huán)的裝配基礎(chǔ)；磁屏蔽外殼通過(guò)螺釘固定到骨架上；光纖導(dǎo)引件安裝在環(huán)骨架和磁屏蔽外殼之間，提供了尾纖的導(dǎo)引槽空間，該導(dǎo)引槽和加工在光纖環(huán)骨架上端面的導(dǎo)引槽結(jié)構(gòu)一起，提供了一個(gè)固定曲率且光滑過(guò)渡的尾纖導(dǎo)引通道，有利于保持光纖敏感環(huán)的性能一致性，同時(shí)也有利于批
量生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明光纖陀螺IMU組合體的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明光纖陀螺IMU骨架的正視面結(jié)構(gòu)圖。圖2A是圖1的后視圖。圖2B是圖1的右視圖。圖2C是圖1的左視圖。
圖2D是圖1的仰視圖。圖2E是圖1的俯視圖。圖3是圖1的俯視角度的結(jié)構(gòu)圖。圖3A是圖1的仰視角度的結(jié)構(gòu)圖。圖3B是加表組件安裝腔體部分的放大結(jié)構(gòu)圖。圖4是圖1A的俯視角度的結(jié)構(gòu)圖。圖4A是圖1A的仰視角度的結(jié)構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明X軸向光纖陀螺敏感環(huán)裝置的外部結(jié)構(gòu)圖。圖5A是本發(fā)明X軸向光纖陀螺敏感環(huán)裝置另一視角的外部結(jié)構(gòu)圖。圖5B是本發(fā)明X軸向光纖陀螺敏感環(huán)裝置的分解圖。圖6是本發(fā)明磁屏蔽外殼的頂蓋的結(jié)構(gòu)圖。圖6A是本發(fā)明磁屏蔽外殼的盒體的結(jié)構(gòu)圖。圖7是本發(fā)明光纖骨架的結(jié)構(gòu)圖。圖8是本發(fā)明光纖導(dǎo)引件的結(jié)構(gòu)圖。圖8A是本發(fā)明光纖導(dǎo)引件另一視角的結(jié)構(gòu)圖。圖8B是本發(fā)明光纖導(dǎo)引件的分解圖。
權(quán)利要求
1.一種用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺MU組合體，該MU組合體包括了光纖陀螺敏感環(huán)模塊、數(shù)據(jù)處理電路模塊(84)、光源組件模塊(85)和加速度計(jì)模塊(86);其特征在于:還包括有MU骨架(81)、磁屏蔽圓筒外套(82)； 所述光纖陀螺敏感環(huán)模塊包括有三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的光纖陀螺敏感環(huán)，即X軸光纖陀螺敏感環(huán)(83B)、Y軸光纖陀螺敏感環(huán)(83C)和Z軸光纖陀螺敏感環(huán)(83A)； 所述光纖陀螺敏感環(huán)包括有光纖線(xiàn)圈(200)、磁屏蔽外殼(100)、光纖環(huán)骨架(300)和光纖導(dǎo)引件(400)； 磁屏蔽外殼(100)由盒體(101)和頂蓋(102)兩部分組成；盒體(101)的盒體底面板(103)上設(shè)有第一凸臺(tái)通孔(131)、第二凸臺(tái)通孔(132)、第三凸臺(tái)通孔(133)、螺釘通孔(134)和圓形通孔(135);第一凸臺(tái)通孔(131)用于光纖環(huán)骨架(300)上的第一凸臺(tái)(303A)穿過(guò)；第二凸臺(tái)通孔(132)用于光纖環(huán)骨架(300)上的第二凸臺(tái)(303B)穿過(guò)；第三凸臺(tái)通孔(133)用于光纖環(huán)骨架(300)上的第三凸臺(tái)(303C)穿過(guò)；螺釘通孔(134)用于底部螺釘(500)穿過(guò)；頂蓋(102)的蓋體上面板(107)的外緣上設(shè)有蓋體外凸緣(108),蓋體外凸緣(108)與蓋體上面板(107)的結(jié)構(gòu)組合為光纖線(xiàn)圈(200)的入纖(201)和尾纖(202)提供了固定擋板和盤(pán)纖操作平面；頂蓋(102)的下方設(shè)有下凸面板(17A)、定位面板(17B);在下凸面板(17A)的區(qū)域里設(shè)有矩形通孔(121)、螺釘通孔(122)、圓形通孔(123)、矩形腔(124)；矩形通孔(121)用于光纖導(dǎo)引件(400)中壓蓋(402)的壓頭(422)穿過(guò)，且使光纖導(dǎo)引件(400)中壓蓋(402)的擋板(421)置于矩形腔(124)中；螺釘通孔(122)用于頂部螺釘(600)穿過(guò)； 光纖環(huán)骨架(300)上設(shè)有上端面板(302)、下端面板(301)和纖環(huán)體(309);纖環(huán)體(309)位于上端面板(302)與下端面板(301)之間；上端面板(302)上設(shè)有矩形開(kāi)口腔(321)、低平臺(tái)(322)、第一導(dǎo)引槽(305)、第二導(dǎo)引槽(305A)、第一上翼緣(36)、第二上翼緣(36A);矩形開(kāi)口腔(321)中安裝有光纖導(dǎo)引件(400)的底座(401);第一導(dǎo)引槽(305)和第一上翼緣(306)用于光纖線(xiàn)圈(200)的光 纖入纖(201)進(jìn)行方向引導(dǎo)；第二導(dǎo)引槽(35A)和第二上翼緣(36A)用于光纖線(xiàn)圈(200)的光纖尾纖(202)進(jìn)行方向引導(dǎo)；低平臺(tái)(322)與頂蓋(102)底部的間隙配合，實(shí)現(xiàn)光纖線(xiàn)圈(200)纏繞的定位。下端面板(301)上設(shè)有第一凸臺(tái)(303A)、第二凸臺(tái)(303B)、第三凸臺(tái)(303C)、螺紋孔(307)、導(dǎo)引孔(308);第一凸臺(tái)(303A)的中心設(shè)有第一固定孔(304A);第二凸臺(tái)(303B)的中心設(shè)有第二固定孔(304B);第三凸臺(tái)(303C)的中心設(shè)有第三固定孔(304C);螺紋孔(307)中放置螺釘實(shí)現(xiàn)將光纖環(huán)骨架(300)下端與盒體(101)底部的固定安裝；導(dǎo)引孔(308)用于線(xiàn)纜通過(guò)，該線(xiàn)纜也通過(guò)盒體(101)底部的圓形通孔(135)。
光纖導(dǎo)弓I件(400 )由底座(401)和壓蓋(402 )兩部分組成；底座(401)和壓蓋(402 )裝配后一端形成有導(dǎo)引槽區(qū)域(403)，另一端形成有灌膠口(404);底座(401)的上部為傾斜面板(411)，該傾斜面板(411)置于壓蓋(402)下部的傾斜腔(423)中；壓蓋(402)上設(shè)有擋板(421)、壓頭(422)、傾斜腔(423);擋板(421)置于頂蓋(12)的矩形腔(124)中；壓頭(422)穿過(guò)頂蓋(102)的矩形通孔(121);傾斜腔(423)用于放置底座(401的傾斜端；壓蓋(402)與底座(401)裝配后預(yù)留有一用于灌膠封裝光纖線(xiàn)圈(200)的灌膠通道； 光纖線(xiàn)圈(200)的一端稱(chēng)為入纖(201),光纖線(xiàn)圈(200)的另一端稱(chēng)為尾纖(202),光纖線(xiàn)圈(200)纏繞在光纖環(huán)骨架(300)的纖環(huán)體(309)上；所述IMU骨架(81)包括有Z軸向腔體(1)、X軸向腔體(2)、Y軸向腔體(3)、電路板安裝腔體(4)、光源組件安裝腔體(5)、加表組件安裝腔體(6)和IMU坐標(biāo)基準(zhǔn)導(dǎo)出腔體(7)；所述骨架在空間上呈圓筒與框架組合的結(jié)構(gòu)布局，即Z軸向腔體(I)為圓筒形結(jié)構(gòu)；X軸向腔體(2)為箱型框架結(jié)構(gòu)；￥軸向腔體(3)為箱型框架結(jié)構(gòu)；電路板安裝腔體(4)為箱型框架結(jié)構(gòu)；光源組件安裝腔體(5)為箱型框架結(jié)構(gòu)；加表組件安裝腔體(6)為箱型框架結(jié)構(gòu)；MU坐標(biāo)基準(zhǔn)導(dǎo)出腔體(7)為圓筒形結(jié)構(gòu)； Z軸向腔體(I)的底部加工有第一安裝凸臺(tái)(11 )，所述第一安裝凸臺(tái)(11)上設(shè)有第一固定孔(12)； Z軸向腔體(I)的第一外筒安裝面板(14)上設(shè)有第二固定孔(13)、第三固定孔(15)、光纖導(dǎo)引槽(16);所述光纖導(dǎo)引槽(16)的一端開(kāi)口與腔體導(dǎo)通,所述光纖導(dǎo)引槽(16)的另一端開(kāi)口與X軸向腔體(2)的第一走纖通道(23)連續(xù)； X軸向腔體(2 )上下為開(kāi)放式的；X軸向腔體(2 )的左側(cè)板(2A)上設(shè)有矩形通孔(2C)，左側(cè)板(2A)的上端設(shè)有第一走纖通道(23)，該第一走纖通道(23)與光纖導(dǎo)引槽(16)為連續(xù)結(jié)構(gòu)；X軸向腔體(2)的右側(cè)板(2B)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第二安裝凸臺(tái)(21)，第二安裝凸臺(tái)(21)上開(kāi)有第四固定孔(22); Y軸向腔體(3)左右為開(kāi)放式的；￥軸向腔體(3)的上側(cè)板(3A)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有第三安裝凸臺(tái)(31)，第三安裝凸臺(tái)(31)上開(kāi)有第五固定孔(32) ;￥軸向腔體(3)的下側(cè)板(3B)的后部為第二外筒安裝面板(36)，上側(cè)板(3A)的左端部設(shè)有凸棱(33)，凸棱(33)與上側(cè)板(3A)左端的端面之間留有間隙，該間隙用于第一尾纖通過(guò)，形成第二走纖通道(34);第二走纖通道(34)與第一走纖通道(23)連續(xù)； 電路板安裝腔體(4 )上下為開(kāi)放式的；電路板安裝腔體(4 )的左面為左側(cè)板(4A)、電路板安裝腔體(4)的右面為右側(cè)板(4B)； 電路板安裝腔體(4)內(nèi)設(shè)有第四安裝凸臺(tái)(41)，所述第四安裝凸臺(tái)(41)上開(kāi)有第七固定孔(42)； 電路板安裝腔體(4)的上邊與光源組件安裝腔體(5)的上邊連續(xù)處設(shè)有第五安裝凸臺(tái)(43)，所述第五安裝凸臺(tái)(43)上開(kāi)有第八固定孔(44)； 電路板安裝腔體(4)的下邊與光源組件安裝腔體(5)的下邊連續(xù)處設(shè)有第六安裝凸臺(tái)(43A)，所述第六安裝凸臺(tái)(43A)上開(kāi)有第九固定孔(44A)； 光源組件安裝腔體(5)上下為開(kāi)放式的；光源組件安裝腔體(5)的左面為左側(cè)板(5A)、光源組件安裝腔體(5)的右面為右側(cè)板(5B);右側(cè)板(5B)上設(shè)有過(guò)線(xiàn)孔(55)和壓線(xiàn)孔(56),過(guò)線(xiàn)孔(55)和壓線(xiàn)孔(56)用于布放和固定電信號(hào)引線(xiàn)； 光源組件安裝腔體(5)內(nèi)設(shè)有第七安裝凸臺(tái)(51)，所述第七安裝凸臺(tái)(51)上開(kāi)有第十固定孔(52)； 在光源組件安裝腔體(5)的左側(cè)板(5A)的側(cè)部加工了第四凸棱(45)，第三凸棱(45)與電路板安裝腔體(4 )的上板面構(gòu)成了第三走纖通道(46 )，該第三走纖通道(46 )與第二走纖通道(34)接續(xù)； 加表組件安裝腔體(6)下方為開(kāi)放式的；加表組件安裝腔體(6)上設(shè)有上側(cè)板(6D)、左側(cè)板(6A)、右側(cè)板(6B)、前側(cè)板(6C);上側(cè)板(6D)上開(kāi)有第十二固定孔(65),上側(cè)板(6D)的內(nèi)壁上設(shè)有第九安裝凸臺(tái)(64);左側(cè)板(6A)上設(shè)有走線(xiàn)孔(63A);右側(cè)板(6B)上設(shè)有走線(xiàn)孔(63)和通孔，右側(cè)板(6B)的內(nèi)壁上設(shè)有第八安裝凸臺(tái)(61)，第八安裝凸臺(tái)(61)上設(shè)有第i固定孔(62);前側(cè)板(6C)的下端端部為圓弧形； MU坐標(biāo)基準(zhǔn)導(dǎo)出腔體(7)的定位底面板(72)的中心有過(guò)線(xiàn)孔(75)，第四外筒安裝面板(71)與磁屏蔽圓筒外套的另一端固定連接；MU坐標(biāo)基準(zhǔn)導(dǎo)出腔體(7)的定位圓周體上設(shè)有定位鍵槽(73)、第十三固定孔(74);通過(guò)第十三固定孔(74)實(shí)現(xiàn)MU骨架與石油測(cè)斜儀其它組件端頭的連接固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架，其特征在于:所述光纖導(dǎo)引槽(16)沿著Z軸向腔體(I)的外筒弧形且軸向開(kāi)槽。
3.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架，其特征在于:Z軸向腔體(I)上的安裝凸臺(tái)、X軸向腔體(2)上的安裝凸臺(tái)和Y軸向腔體(3)上的安裝凸臺(tái)在空間上成正交布置，滿(mǎn)足IMU坐標(biāo)O-XYZ系的設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架，其特征在于:第一安裝凸臺(tái)(11)、第二安裝凸臺(tái)(21)、第三安裝凸臺(tái)(31)、第八安裝凸臺(tái)(61)之間的相互垂直，保證了敏感環(huán)和加表組件安裝時(shí)具有確定的正交直角坐標(biāo)關(guān)系，并且，通過(guò)IMU坐標(biāo)基準(zhǔn)導(dǎo)出腔體(7)實(shí)現(xiàn)IMU組件坐標(biāo)基準(zhǔn)的導(dǎo)出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺MU骨架，其特征在于:MU坐標(biāo)基準(zhǔn)導(dǎo)出腔體(7)上設(shè)置的定位鍵槽(73)實(shí)現(xiàn)了石油測(cè)斜儀沿MU基準(zhǔn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)傳遞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架，其特征在于:磁屏蔽外殼(100)采用坡莫合金材料加工。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架，其特征在于:光纖環(huán)骨架(300)的纖環(huán)體(309)為中空結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架，其特征在于:光纖環(huán)骨架(300)和下端面板(301)上設(shè)有的三個(gè)凸臺(tái)及凸臺(tái)上的固定孔，提供了所述敏感環(huán)裝置的固定和安裝基準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架，其特征在于:光纖導(dǎo)引件(400)通過(guò)底座(401)和壓蓋(402)配合后形成一個(gè)曲率圓滑過(guò)渡的灌膠通道，以及端部的導(dǎo)引槽區(qū)域(403)，提供了光纖線(xiàn)圈引出敏感環(huán)封裝的光滑過(guò)渡通徑；通過(guò)所述灌膠通道進(jìn)行灌膠保證了光纖線(xiàn)圈的密封性能。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于石油測(cè)斜儀器的光纖陀螺IMU骨架，其特征在于:磁屏蔽圓筒外套(82)采用坡莫合金材料加工；磁屏蔽圓筒外套(82)可以加工成結(jié)構(gòu)相同的三段。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于石油測(cè)斜儀的光纖陀螺IMU組合體，該IMU組合體是將磁屏蔽圓筒外套、光纖陀螺敏感環(huán)模塊、數(shù)據(jù)處理電路模塊、光源組件模塊和加速度計(jì)模塊安裝在IMU骨架上。該IMU骨架在空間上呈圓筒與框架組合的結(jié)構(gòu)布局。組成光纖陀螺IMU組合的各模塊通過(guò)IMU骨架上的安裝凸臺(tái)固定安裝，使得模塊間內(nèi)部熱傳導(dǎo)的通徑面積最小，結(jié)合內(nèi)部各模塊的空間交叉布局、以及外部磁屏蔽套筒的熱均衡作用，有效減少了IMU組合體的內(nèi)部熱不均勻性。光纖陀螺IMU組合體具有基準(zhǔn)傳遞結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)IMU安裝基準(zhǔn)的導(dǎo)出。本發(fā)明的光纖陀螺IMU組合用于石油測(cè)斜儀時(shí)，具有良好的環(huán)境適應(yīng)性和測(cè)量精度。
文檔編號(hào)E21B47/017GK103147739SQ20131001631
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者章博, 李立京, 林鐵, 高爽, 張春熹, 許文淵 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)