The invention provides a tool face angle sensor based on distributed resistance, including a base and a circular guide rail. The base is provided with an extension part, the guide rail is fixed on the side of the base, and a circular cavity is formed between the guide rail and the extension part. The inner wall of the guide rail is provided with two relative guide grooves, and the inner wall of the two guide grooves is composed of several uniformly distributed arc grooves. One guide groove is a conductive groove, the other is an insulating groove. Each electrode of the insulation groove is embedded with an electrode. Each electrode is connected with a precise resistance. All precise resistance values are the same and in series. Conductive rods are placed in the annular cavity. The inner wall of the base is provided with a circuit board. The circuit board is connected with the conductive groove and a precise resistance to form a circuit. The circuit board measures the number of precise resistors connected to the circuit before and after the sensor rotates, and calculates the angle of the conductive rod rotating around the axis of the guide rail, that is, the tool face angle. The invention has the advantages of accurate measurement and strong environmental adaptability by using the principle of multiplication resistance to measure the tool face angle.
【技术实现步骤摘要】
一种基于分布电阻的工具面角传感器
本专利技术涉及油气钻井非开挖施
,尤其涉及一种基于分布电阻的工具面角传感器。
技术介绍
近年来,随着中国城镇化的加快,城市管道施工项目与日俱增,而传统的开挖式的管道铺设方式由于存在损坏道路、影响交通及干扰居民等缺点,越来越不适用现代化建设的需求,在此背景下,非开挖技术应用而生。非开挖技术是一种利用非开挖钻机等工具,在不开挖地表的情况下,在地下进行管道铺设的技术。在非开挖施工过程中,当钻机给钻杆提供向前的推力及旋转动力时,此时钻头均匀受到围岩的推力,从而实现直线钻进,当钻机给钻杆仅提供向前的推力时,由于钻头的特殊结构设计,使得钻头受力不均,导致钻孔轨迹研受力方向发生倾斜,此时可通过调整钻头高边工具面角(简称工具面角)来实现钻孔轨迹方位的变化,从而实现钻孔轨迹的造斜。工具面角通过工具面角传感器测得,而现有的传感器受到诸如精度不高、温漂过大、体积过大及安装精度要求过高等因素限制,无法满足更加精确化的非开挖导向需求,因此,急需研制一种精度较高,且适合非开挖工况环境要求的工具面角传感器。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的实施例提供了一种基于分布电阻的工具面角传感器。本专利技术的实施例提供一种基于分布电阻的工具面角传感器,包括底座、导轨和外壳,底座设有横向的环形延伸部,所述导轨为环形,所述导轨一侧固定于所述底座侧面,且所述导轨内壁与所述延伸部外壁之间形成环形腔,所述导轨内壁设有相对的两导槽,两导槽内壁均由若干均匀分布的弧槽连接构成,一导槽为导电槽,另一导槽为绝缘槽,所述绝缘槽的每一弧槽底部嵌有一电极,每一所述电极连接一导线一端, ...
【技术保护点】
1.一种基于分布电阻的工具面角传感器,其特征在于:包括底座、导轨和外壳,所述底座设有横向的环形延伸部,所述导轨为环形,所述导轨一侧固定于所述底座侧面,且所述导轨内壁与所述延伸部外壁之间形成环形腔,所述导轨内壁设有相对的两导槽,两导槽内壁均由若干均匀分布的弧槽连接构成,一导槽为导电槽,另一导槽为绝缘槽,所述绝缘槽的每一弧槽底部嵌有一电极,每一所述电极连接一导线一端,所述导线另一端穿过所述绝缘槽连接一精密电阻,所有精密电阻阻值相同且串联,所述环形腔内安放导电棒,所述导电棒一端支撑于所述导电槽最下方弧槽,另一端支撑于所述绝缘槽最下方的所述电极,所述导轨的外侧壁固定着电阻卡槽,所述电阻卡槽卡住所有精密电阻将其固定,所述底座内侧壁设有电路板,所述电路板分别连接所述导电槽和一所述精密电阻构成回路,所述外壳内壁与所述导轨外壁螺纹连接,且所述外壳右侧端口被所述底座密封,所述电路板测量出所述工具面角传感器转动前后回路中接入的精密电阻的数量变化,根据数量变化计算出所述导电棒滚动过的弧槽个数从而计算出所述导电棒绕所述导轨轴心转动的角度,即为工具面角。
【技术特征摘要】
1.一种基于分布电阻的工具面角传感器,其特征在于:包括底座、导轨和外壳,所述底座设有横向的环形延伸部,所述导轨为环形,所述导轨一侧固定于所述底座侧面,且所述导轨内壁与所述延伸部外壁之间形成环形腔,所述导轨内壁设有相对的两导槽,两导槽内壁均由若干均匀分布的弧槽连接构成,一导槽为导电槽,另一导槽为绝缘槽,所述绝缘槽的每一弧槽底部嵌有一电极,每一所述电极连接一导线一端,所述导线另一端穿过所述绝缘槽连接一精密电阻,所有精密电阻阻值相同且串联,所述环形腔内安放导电棒,所述导电棒一端支撑于所述导电槽最下方弧槽,另一端支撑于所述绝缘槽最下方的所述电极,所述导轨的外侧壁固定着电阻卡槽,所述电阻卡槽卡住所有精密电阻将其固定,所述底座内侧壁设有电路板,所述电路板分别连接所述导电槽和一所述精密电阻构成回路,所述外壳内壁与所述导轨外壁螺纹连接,且所述外壳右侧端口被所述底座密封,所述电路板测量出所述工具面角传感器转动前后回路中接入的精密电阻的数量变化,根据数量变化计算出所述导电棒滚动过的弧槽个数从而计算出所述导电棒绕所述导轨轴心转动的角度,即为工具面角。2.如权利要求1所述的一种基于分布电阻的工具面角传感器,其特征在于:所述电路板分别连接所述导电槽和与最下方所述电极连接的所述精密电阻构成回路。3.如权利要求1所述的一种基于分布电阻的工具面角传感器,其特...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴川,潘健,袁成翔,
申请(专利权)人:中国地质大学武汉,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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