钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置，包括三维旋转机构、电路板骨架、三个三轴重力加速度计、测斜及控制电路板、上位机、若干指示灯；测斜及控制电路板及三个三轴重力加速度计均安装在电路板骨架上，且三个重力加速度计互成90

【技术实现步骤摘要】
钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置和方法


[0001]本专利技术属于智能钻井
，尤其涉及钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置和方法。

技术介绍

[0002]智能钻井是当前研究的热点，在旋转导向、自动垂直钻井领域，其核心是井斜、工具面角的实时测量与控制。目前主要采用三轴重力加速度计，利用重力加速度在测试轴上的投影，测量井下仪器运动姿态的井斜角和工具高边，然后系统将测得的数据传输到电路控制系统，控制电磁阀等执行机构。
[0003]三轴重力加速计通常有一配套的测斜及控制电路板，室内测试井斜角及工具高边，往往都是将测斜及控制电路板安装在智能钻井系统电路板仓里面，进行整机测试，通过室内模拟井筒测试装置，旋转系统高边，或通过专门的机构使得系统整体倾斜，从而达到室内测试三轴重力加速计测量准确与否。这种方法，往往都是液压系统、电路控制系统等安装到位，充油、抽真空等程序完成后，整机测试，若遇到三轴重力加速计测量不合格，需要拆卸重新测试，特别费时费力。

技术实现思路

[0004]本专利技术设计了一种钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置和方法，利用专门的三维旋转机构，单独旋转三轴重力加速度计及其测斜控制电路板，实现全方位的变换井斜角及其工具高边，并且能够实时的将实际旋转的角度和电脑监测的井斜角及工具高边作对比，从而验证实时测量的准确性；同时控制电路根据实时测得的工具高边，控制相应的电磁阀及其指示灯开启，从而验证执行机构的准确性，该装置和方法方便快捷、准确可靠。
[0005]本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0006]钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置，包括三维旋转机构、电路板骨架、三个三轴重力加速度计、测斜及控制电路板、上位机、若干指示灯；测斜及控制电路板及三个所述三轴重力加速度计均安装在电路板骨架上，且三个所述重力加速度计互成90
°
设置，所述电路板骨架安装在所述三维旋转机构上，三维旋转机构能够带动电路板骨架在水平或/和垂直的平面内转动，实现井斜及工具面角的模拟；
[0007]所述三轴重力加速度计、上位机及指示灯均与测斜及控制电路板电子线路连接，所述上位机用于监测并读取实时的井斜及高边；根据不同的工具高边，所述测斜及控制电路板控制相应的所述指示灯工作。
[0008]进一步的，所述三维旋转机构包括支撑杆、高边模拟转盘、井斜模拟转盘；所述高边模拟转盘转动安装在所述支撑杆的一端，所述井斜模拟转盘转动安装在所述高边模拟转盘上，所述高边模拟转盘、井斜模拟转盘分别能在两个平面上转动，所述电路板骨架通过快装锁定模块可拆卸安装在所述井斜模拟转盘上。
[0009]进一步的，所述支撑杆上固定安装高边刻度盘，所述高边模拟转盘在转动时，通过
高边刻度盘能读取其转动角度。
[0010]进一步的，所述高边模拟转盘上固定安装井斜刻度盘，所述井斜模拟转盘转动时，通过井斜刻度盘能读取其转动角度。
[0011]进一步的，所述快装锁定模块包括固定底座、快装锁定块、快装底座；所述固定底座、快装锁定块之间通过弹簧连接，且固定底座、快装锁定块共同配合形成燕尾槽，快装锁定旋钮插入所述固定底座、快装锁定块，通过旋转所述快装锁定旋钮能调整所述固定底座、快装锁定块之间的距离，从而实现调整所述尾槽的尺寸，所述快装底座上设有燕尾块，所述燕尾块能插入所述燕尾槽，通过所述快装锁定旋钮实现所述燕尾块与燕尾槽的配合固定。
[0012]进一步的，所述支撑杆的一端固定安装轴承座，所述高边模拟转盘通过滚动轴承安装在所述轴承座上。
[0013]进一步的，还包括高边锁紧旋钮，所述高边锁紧旋钮安装在高边模拟转盘上，通过旋转所述高边锁紧旋钮使其顶住轴承座从而锁紧高边模拟转盘，防止其与轴承座之间旋转。
[0014]进一步的，还包括若干电磁阀，所述电磁阀与所述测斜及控制电路板电路连接，且所述电磁阀与所述指示灯一一对应电路连接。
[0015]进一步的，所述井斜模拟转盘为非闭合结构，其上设有一缺口，所述缺口处安装井斜锁紧旋钮，通过旋转所述井斜锁紧旋钮，能挤压并迫使井斜模拟转盘产生变形从而抱死高边模拟转盘，达到锁紧的目的。
[0016]利用上述的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置进行测斜的方法，包括如下步骤：
[0017]转动高边模拟转盘至任意角度，随后旋转高边锁定旋钮锁紧，从高边刻度盘上读出并记录工具面角数值；
[0018]转动井斜模拟转盘至任意角度，随后旋转井斜锁定旋钮锁紧，从井斜刻度盘上读出并记录井斜角；
[0019]将刻度盘上读出的井斜和工具面角数值与上位机监测软件上的井斜和工具面角值进行对比，从而能判断出三轴重力加速度计实时测量的准确性；
[0020]根据既定的控制规则，电路控制系统将工具面角分成若干扇区，系统根据不同的工具面角，控制一个或多个电磁阀开启，从而控制执行机构纠斜、稳斜或增斜；
[0021]根据电磁阀指示灯开启情况，判断出对应的工具面角，从而和三维旋转机构中高边刻度盘上的实际高边作对比，从而可以验证井斜控制与执行的准确性。
[0022]本专利技术的优点和积极效果是：
[0023]1、本专利技术利用专门的三维旋转机构能够全方位的模拟井筒井斜角及工具高边的变化，并能实时读出该机构测量的井斜角及工具高边，通过配套的上位机监测软件能够实时地监测智能钻井用三轴重力加速度计及其测斜及控制电路板测得的井斜角及工具高边；通过上述两者记录的数据对比能够准确地评估智能钻井用三轴重力加速度计测量的准确性；
[0024]2、相应的指示灯的开启，都对应了相应的工具面角，从而可以验证井斜控制与执行的准确性。
附图说明
[0025]以下将结合附图和实施例来对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本专利技术范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
[0026]图1为本专利技术实施例提供的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例提供的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例提供的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置的结构示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例提供的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置的快装锁定模块的结构剖面图；
[0030]图5为本专利技术实施例提供的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置的高边模拟转盘的结构剖面图；
[0031]图6为本专利技术实施例提供的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置的井斜模拟转盘的结构剖面图；
具体实施方式
[0032]首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本专利技术的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本专利技术形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置，其特征在于：包括三维旋转机构、电路板骨架、三个三轴重力加速度计、测斜及控制电路板、上位机、若干指示灯；测斜及控制电路板及三个所述三轴重力加速度计均安装在电路板骨架上，且三个所述重力加速度计互成90
°
设置，所述电路板骨架安装在所述三维旋转机构上，三维旋转机构能够带动电路板骨架在水平或/和垂直的平面内转动，实现井斜及工具面角的模拟；所述三轴重力加速度计、上位机及指示灯均与测斜及控制电路板电子线路连接，所述上位机用于监测并读取实时的井斜及工具面角；根据不同的工具高边，所述测斜及控制电路板控制相应的所述指示灯工作。2.根据权利要求1所述的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置，其特征在于：所述三维旋转机构包括支撑杆、高边模拟转盘、井斜模拟转盘；所述高边模拟转盘转动安装在所述支撑杆的一端，所述井斜模拟转盘转动安装在所述高边模拟转盘上，所述高边模拟转盘、井斜模拟转盘分别能在两个垂直的平面上转动，所述电路板骨架通过快装锁定模块可拆卸安装在所述井斜模拟转盘上。3.根据权利要求2所述的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置，其特征在于：所述支撑杆上固定安装高边刻度盘，所述高边模拟转盘在转动时，通过高边刻度盘能读取其转动角度。4.根据权利要求2所述的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置，其特征在于：所述高边模拟转盘上固定安装井斜刻度盘，所述井斜模拟转盘转动时，通过井斜刻度盘能读取其转动角度。5.根据权利要求1所述的钻井用三轴重力加速度计室内测斜装置，其特征在于：所述快装锁定模块包括固定底座、快装锁定块、快装底座；所述固定底座、快装锁定块之间通过弹簧连接，且固定底座、快装锁定块共同配合形成燕尾槽，快装锁定旋钮插入所述固定底座、快装锁定块，通过旋转所述快装锁定旋钮能调整所述固定底座、快装锁定块之间的距离，从而实现调整所述尾槽的尺寸，所述快装底座上设有燕尾块...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶松龄，黄峰，魏庆振，马哲，陈世春，徐明磊，杨春，陈奇涛，康建涛，张雅静，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：