The utility model provides a three-dimensional acceleration sensor for drilling based on redundant parallel mechanism, including an end cover and a shell with an inner cavity. The end cover is installed on the port of the inner cavity. The sensor also includes redundant parallel mechanism and circuit board. The circuit board is located in the inner cavity and connects the redundant parallel mechanism, and the redundant parallel mechanism is accommodated to the parallel mechanism. The inner cavity, the redundant parallel mechanism includes the mass ball, the support and the six connecting arms. The mass ball is located inside the bracket. The relative ends of each connecting arm are respectively connected with the support and mass ball, and each connecting arm is equipped with a grating ruler for sensing acceleration. The beneficial effect of the utility model is that the redundant parallel mechanism is used as the elastic body structure, which has the advantages of high reliability and good seismic effect. With the grating ruler as the detection element, the temperature drift error of the sensor is greatly reduced and the measuring precision of the sensor is greatly improved, thus the borehole trajectory measurement in the deep prospecting process is raised. The accuracy of the quantity.
【技术实现步骤摘要】
一种基于冗余并联机构的钻井用三维加速度传感器
本技术涉及油气钻井及地质钻探领域,尤其涉及一种基于冗余并联机构的钻井用三维加速度传感器。
技术介绍
随着中国经济和社会的持续快速发展,对地下矿产资源的需求和消耗量亦逐年增加,现阶段中国大部分地区的浅层矿产资源已被探明且开采趋于枯竭,而相关的研究成果表明中国大陆深部蕴藏着潜力巨大的矿产资源,因此深部找矿成为矿产资源开采发展的重要方向。深部找矿的关键是钻井技术,对于钻井技术而言,当钻孔深度较深时,钻杆及钻头的受力状态将变得越发复杂,在复杂的合力作用下,钻孔的轨迹将不可能保持为垂直,此时轨迹形状将复杂多变,由此导致钻杆旋转过程中与钻孔内壁的摩擦增大,尤其是对于深部钻井而言,由于自地表到钻孔底部的钻杆长度较长,此时钻杆所受到的摩擦阻力大大增加,导致钻机所提供的动力将很难传递到井底,从而大大降低钻进的效率,此外,较大的摩擦阻力还有可能磨断钻杆,造成钻井事故。因此,必须实时对钻孔轨迹进行测量,根据测量结果实现对钻孔轨迹的实时纠偏。现有钻孔轨迹测量方法依靠捷联惯导系统实现,捷联惯导系统由三维加速度计及三维陀螺仪组合形成,将三维加速度计及三维陀螺仪的输出数据建模计算后便可得到钻孔轨迹。而现有的三维加速度计在钻孔底部使用时存在可靠性较低、温漂影响大、误差较大和抗振效果差等诸多问题,不能适应钻孔底部的工况环境,制约着深部找矿的发展。
技术实现思路
有鉴于此,本技术的实施例提供了一种基于冗余并联机构的钻井用三维加速度传感器。本技术的实施例提供一种基于冗余并联机构的钻井用三维加速度传感器,包括端盖和具有内腔的壳体,所述端盖安装于所述内腔上端口 ...
【技术保护点】
1.一种基于冗余并联机构的钻井用三维加速度传感器,其特征在于:包括端盖和具有内腔的壳体,所述端盖安装于所述内腔上端口,所述传感器还包括冗余并联机构和电路板,所述电路板位于所述内腔且连接所述冗余并联机构,所述冗余并联机构收容于所述内腔,所述冗余并联机构包括质量球、支架和六条连接臂,所述质量球位于所述支架内部,每一所述连接臂的相对两端分别动连接所述支架和所述质量球,且每一所述连接臂上均设有光栅尺,每一所述光栅尺检测加速度的相关信息并传输至所述电路板,所述电路板处理相关信息得到三维加速度数据。
【技术特征摘要】
1.一种基于冗余并联机构的钻井用三维加速度传感器,其特征在于:包括端盖和具有内腔的壳体,所述端盖安装于所述内腔上端口,所述传感器还包括冗余并联机构和电路板,所述电路板位于所述内腔且连接所述冗余并联机构,所述冗余并联机构收容于所述内腔,所述冗余并联机构包括质量球、支架和六条连接臂,所述质量球位于所述支架内部,每一所述连接臂的相对两端分别动连接所述支架和所述质量球,且每一所述连接臂上均设有光栅尺,每一所述光栅尺检测加速度的相关信息并传输至所述电路板,所述电路板处理相关信息得到三维加速度数据。2.如权利要求1所述一种基于冗余并联机构的钻井用三维加速度传感器,其特征在于:每一所述连接臂还包括并排设置的第一转接板和第二转接板,并列设置的二第一连杆的相对两端均分别与所述第一转接板和所述第二转接板球铰接连接,每一所述连接臂上的光栅尺具有二个,分别安装于二所述第一连杆上,所述第一转接板通过一第二连杆球铰接所述质量球,所述第二转接板通过一第三连杆与所述支架连接,且所述第二转接板与所述第三连杆球铰接连接。3.如权利要求1所述一种基于冗余并联机构的钻井用三维加速度传感器,其特征在于:所述质量球与所述六条连接臂的六个连接处均匀分布于所述质量球表面且相对所述质...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴川,丁华锋,张丹,韩磊,张心心,姚翔宇,杨文剑,
申请(专利权)人:中国地质大学武汉,
类型:新型
国别省市:湖北,42
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