專利名稱：一種可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置技術(shù)領(lǐng)域:本實用新型涉及非常規(guī)井鉆井施工測量儀器領(lǐng)域中的一種可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置。
背景技術(shù)：
:隨著叢式結(jié)構(gòu)井、繞障井、多分支水平井、連通井等非常規(guī)井鉆井施工數(shù)量的不斷增加，對定向探管測量精度的要求越來越高，定向探管的測量精度直接影響到井眼軌跡能否準確按設(shè)計軌跡施工，因此在施工前如何檢驗探管的測量精度，保證測量儀器在良好的工作狀況下投入到使用當中成為一個必須解決的問題，目前解決這個問題的普遍做法是在定向探管使用前對其進行標定。定向探管一般由定向傳感器和信號處理電路兩部分組成，定向傳感器主要由三軸加速度傳感器、三軸磁通門傳感器和基本電路組成，三個加速度傳感器分別安裝在儀器骨架的X、Y、Z軸坐標方向，同樣3個磁通門傳感器也分布在X、Y、Z軸坐標方向，其中X、Y、Z軸坐標方向的定義按規(guī)則為:Z軸為井眼中心線方向，X軸垂直于儀器參考面，Y軸與X、Z軸滿足右手定則。隨鉆測斜儀的測量參數(shù)為重力工具面角(GTF)、磁性工具面角(MTF)、井斜角(INC)和方位角(AZ)。所以對定向探管的標定即為對定向傳感器的標定。定向傳感器的標定的主要目的是通過對定向傳感器的偏差值、比例系數(shù)、安裝偏差和溫度系數(shù)的標定，使得定向傳感器的測量值趨近于空間姿態(tài)的真實值。目前通常使用的定向傳感器標定架主要是通過改變定向傳感器的姿態(tài)，標定傳感器的偏差值、比例系數(shù)和安裝偏差，然后再將定向傳感器放入高溫箱進行溫度實驗。這樣的做法會因標定架和高溫箱所處位置不同，其外界環(huán)境因素也不同，對定向探管的參數(shù)標定會帶來一些額外的誤差來源。實用新型內(nèi)容:`本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種可以在進行定向傳感器姿態(tài)標定的同時對定向傳感器進行溫度修正實驗的可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置。一種可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置，包括定向傳感器以及調(diào)整定向傳感器斜度的斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、調(diào)整定向傳感器方位的方位調(diào)整機構(gòu)和調(diào)整定向傳感器工具面的工具面調(diào)整機構(gòu)。所述的方位調(diào)整機構(gòu)是由底板和可調(diào)立柱配合組成；所述的斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括固定在底板上的支撐板、連接在支撐板之間的轉(zhuǎn)動軸、固定在轉(zhuǎn)動軸上的轉(zhuǎn)盤和支撐塊，其中轉(zhuǎn)盤上設(shè)有刻度盤，靠近轉(zhuǎn)盤一側(cè)的支撐板設(shè)有與轉(zhuǎn)盤鎖定配合的鎖止機構(gòu)；所述的工具面調(diào)整機構(gòu)包括內(nèi)、外管和上、下端蓋封裝后的筒體，在內(nèi)管與外管之間環(huán)空內(nèi)設(shè)有加熱器，外管外部設(shè)有保溫層，定向傳感器穩(wěn)固在內(nèi)管內(nèi)，分度盤的中軸穿過上端蓋后與內(nèi)管固連，分度盤設(shè)有刻度并與上端蓋之間設(shè)有鎖止機構(gòu)；工具面調(diào)整機構(gòu)固連在斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的支撐塊上。上述方案還包括:所述工具面調(diào)整機構(gòu)中的定向傳感器上端通過懸掛頭與分度盤中軸相連、下端通過扶正環(huán)與下堵頭相連。支撐板與轉(zhuǎn)盤的鎖止機構(gòu)和分度盤與上端蓋的鎖止機構(gòu)基本通過銷孔與銷釘插接配合。設(shè)在內(nèi)管與外管之間環(huán)空內(nèi)加熱器包括電加熱器或循環(huán)介質(zhì)加熱器。所述循環(huán)介質(zhì)加熱器包括設(shè)在外筒上的油管出、入口和盤繞在內(nèi)管外壁的導熱油管。所述內(nèi)、外管是由無磁金屬材料制成，工具面調(diào)整機構(gòu)的筒體通過保溫筒固定板固定在斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上。本實用新型具有如下效果:本實用新型設(shè)計精巧，整體采用無磁材料，可以在進行定向傳感器姿態(tài)標定的同時對定向傳感器進行溫度修正實驗。通過改變保溫筒體的姿態(tài)，進而改變保溫筒內(nèi)定向傳感器的姿態(tài)。此外，本實用新型還具有:1)標定裝置本體上的轉(zhuǎn)盤進行等分，在等分點上打孔，轉(zhuǎn)動的時候用固定銷固定在標定裝置本體上，用以精確控制斜度變化的角度；2)保溫筒內(nèi)油管采用特殊方法纏繞在內(nèi)筒上，導熱油進出口在保溫筒的一端，既減少了熱量的損失，又保證了保溫筒轉(zhuǎn)動的便利性；3)放置傳感器的內(nèi)筒可轉(zhuǎn)動，其頂端使用分度盤和定位銷，確保傳感器工具面轉(zhuǎn)動的精確性。


:圖1為本實用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1側(cè)面立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為保溫筒的截面不意圖。圖中:1、轉(zhuǎn)盤2、支撐塊a3、支撐塊b4、支撐板a5、支撐板b6、支撐板c7、底板8、轉(zhuǎn)動軸9、固定銷10、螺母 11、立柱組件12、保溫筒固定板a13、保溫筒固定板b 14、下端蓋15、保溫層16、外管17、下堵頭18、導熱油管19、扶正環(huán)20、定向傳感器21、懸掛頭22、上端蓋23、分度盤24、定位銷25、油管入口26、油管出口27、內(nèi)管具體實施方式
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以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1和圖2所示，本實用新型包括:由可調(diào)平的底板、支撐架、轉(zhuǎn)盤和保溫筒固定裝置以及保溫筒體組成。在水平地面上打孔，將立柱組件11固定在地面上，通過調(diào)節(jié)螺母10來調(diào)整底板7的水平度。支撐板a4、支撐板b5、支撐板c6組成的支撐部分，負責連接底板與上部標定裝置，要求結(jié)構(gòu)穩(wěn)固可靠。轉(zhuǎn)盤1、轉(zhuǎn)動軸8、固定銷9、支撐塊a2、支撐塊b3組成的斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，將轉(zhuǎn)盤I平分12等分對轉(zhuǎn)盤I進行刻度，并在轉(zhuǎn)盤I的外延對應12個刻度點打孔，通過將轉(zhuǎn)盤I的孔與支撐架上的孔對準來進行傾斜度的改變，用固定銷9固定斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。保溫筒固定板al2和保溫筒固定板bl3通過兩根長的銅螺栓將保溫筒固定在斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上。如圖3所示，保溫筒的結(jié)構(gòu)由外至內(nèi)主要由特定保溫材料構(gòu)成的保溫層15、無磁金屬材料制成的外管16、導熱油管18、無磁金屬材料制成的內(nèi)管27組成,定向傳感器20在內(nèi)管27中以扶正環(huán)19保證傳感器中軸線與保溫筒的中軸線保持一致，定向傳感器20下端連接下堵頭17，下堵頭17與保溫筒下端蓋14連接。定向傳感器20上端通過懸掛頭21與分度盤23連接，分度盤23與保溫筒之間是保溫筒的上端蓋22，分度盤23與內(nèi)管27通過銷釘相連，使得分度盤23與內(nèi)管27 —起轉(zhuǎn)動，在分度盤23上打有標記，確保保溫筒進行精確的相對轉(zhuǎn)動，并通過定位銷24進行固定，以精確改變保溫筒內(nèi)定向傳感器的工具面。進行標定實驗時，導熱油經(jīng)加熱循環(huán)裝置通過油管入口 25進入保溫筒，油管出口26出保溫筒，實現(xiàn)對保溫筒內(nèi)定向傳感器的加熱。當保溫筒內(nèi)定向傳感器溫度穩(wěn)定后，通過將轉(zhuǎn)盤I的孔與支撐架上的孔對準來進行標定架傾斜度的改變，用固定銷9固定斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，以進行定向傳感器斜度的改變。通過分度盤23的轉(zhuǎn)動，確保保溫筒進行精確的相對轉(zhuǎn)動，并通過定位銷24進行固定，以精確改變保溫筒內(nèi)定向傳感器的工具面。通過不斷改變保溫筒內(nèi)定向傳感器的斜度、工具面、溫度，然后對定向傳感器的測量數(shù)據(jù)進行采集，通過計算機處理，同步實現(xiàn)定向傳感器的系數(shù)標定及溫度修正。由于定向傳感器20的磁通門標定對鐵磁物質(zhì)特別敏感，所以上述實驗裝置整體使用無磁材料(例如鋁合金)制成，而且通過支撐架將定向傳感器標定裝置提高到一定的高度，這樣能夠很好的避免外部鐵磁物質(zhì)影響，能夠保證定向傳感器的測量準確性。另外，本實用新型采用油浴循環(huán)裝置對傳感器進行溫度修正實驗，相較于電熱絲加熱有更好的穩(wěn)定性而且對傳感器本身無磁影響，并且將定向傳感器的姿態(tài)標定與溫度標定相結(jié)合，減少了操作步驟，提高了定向傳感器的測量精度，節(jié)省了大量標定時間。綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍，因此，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置，包括定向傳感器以及調(diào)整定向傳感器斜度的斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、調(diào)整定向傳感器方位的方位調(diào)整機構(gòu)和調(diào)整定向傳感器工具面的工具面調(diào)整機構(gòu)，其特征是:所述的方位調(diào)整機構(gòu)是由底板和可調(diào)立柱配合組成；所述的斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括固定在底板上的支撐板、連接在支撐板之間的轉(zhuǎn)動軸、固定在轉(zhuǎn)動軸上的轉(zhuǎn)盤和支撐塊，其中轉(zhuǎn)盤上設(shè)有刻度盤，靠近轉(zhuǎn)盤一側(cè)的支撐板設(shè)有與轉(zhuǎn)盤鎖定配合的鎖止機構(gòu)；所述的工具面調(diào)整機構(gòu)包括內(nèi)、外管和上、下端蓋封裝后的筒體，在內(nèi)管與外管之間環(huán)空內(nèi)設(shè)有加熱器，外管外部設(shè)有保溫層，定向傳感器穩(wěn)固在內(nèi)管內(nèi)，分度盤的中軸穿過上端蓋后與內(nèi)管固連，分度盤設(shè)有刻度并與上端蓋之間設(shè)有鎖止機構(gòu)；工具面調(diào)整機構(gòu)固連在斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的支撐塊上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置，其特征是:所述工具面調(diào)整機構(gòu)中的定向傳感器上端通過懸掛頭與分度盤中軸相連、下端通過扶正環(huán)與下堵頭相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置，其特征是:支撐板與轉(zhuǎn)盤的鎖止機構(gòu)和分度盤與上端蓋的鎖止機構(gòu)基本通過銷孔與銷釘插接配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置，其特征是:設(shè)在內(nèi)管與外管之間環(huán)空內(nèi)加熱器包括電加熱器或循環(huán)介質(zhì)加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置，其特征是:所述循環(huán)介質(zhì)加熱器包括設(shè)在外筒上的油管出、入口和盤繞在內(nèi)管外壁的導熱油管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置，其特征是:所述內(nèi)、外管是由無磁金屬材料制成，工具面調(diào)整機構(gòu)的筒體通過保溫筒固定板固定在斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上。`
專利摘要一種可進行溫度修正實驗的定向傳感器標定裝置，包括定向傳感器以及調(diào)整定向傳感器的斜度、方位、工具面調(diào)整機構(gòu)。所述的方位調(diào)整機構(gòu)是由底板和可調(diào)立柱配合組成；所述的斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括固定在底板上的支撐板、連接在支撐板之間的轉(zhuǎn)動軸、固定在轉(zhuǎn)動軸上的轉(zhuǎn)盤和支撐塊，其中轉(zhuǎn)盤上設(shè)有刻度盤，靠近轉(zhuǎn)盤一側(cè)的支撐板設(shè)有與轉(zhuǎn)盤鎖定配合的鎖止機構(gòu)；所述的工具面調(diào)整機構(gòu)包括內(nèi)、外管和上、下端蓋封裝后的筒體，在內(nèi)管與外管之間環(huán)空內(nèi)設(shè)有加熱器，外管外部設(shè)有保溫層，定向傳感器穩(wěn)固在內(nèi)管內(nèi)，分度盤的中軸穿過上端蓋后與內(nèi)管固連，分度盤設(shè)有刻度并與上端蓋之間設(shè)有鎖止機構(gòu)；工具面調(diào)整機構(gòu)固連在斜度旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的支撐塊上。
文檔編號E21B47/02GK203130073SQ20132011889
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者李閃, 葛鵬, 殷鑫, 王浩然, 張玉 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院