【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地质勘探，特别涉及一种自动化井孔测斜装置及方法。
技术介绍
1、井斜角是指油水井中某点的中轴线与地球铅垂线之间的夹角，其范围为0°～180°，井斜角用来指示井眼轨迹的斜度；钻直井中，要尽力控制井斜角的大小(井斜越小越好)，而在定向井和水平井钻井中，则要把井斜控制在合适的范围内；在钻进过程中，只有能够准确的测得井孔的井斜角才能控制井孔的走向；
2、申请号为cn94221032.8公开了一种井孔测斜装置，由框架标尺，测绳，读数盘组成，框架标尺为中心对称刻有长度刻度的标尺做成，读数盘圆周上刻有方位角刻度，圆盘上刻有深度射线，深度射线上刻有顶角刻度，通过框架标尺测量测绳放入井孔过程中井口处测绳偏离井口中心的坐标，在读数盘上找到相应的点从而得井孔的偏向(方位角)和顶角(斜度)；
3、上述的测斜机构只能针对垂直井孔进行测斜，测斜范围较小，并且只能测量固定一个点的斜度，不能测量段落的斜度变化，数据较少，本专利技术针对上述缺陷进行设计，本装置可以对不同斜度的井孔进行测量，并且斜度可以任意调节，实用性更强，并且本装置可以在井孔内测量不同方向的斜度，还可以测量一端距离的斜度变化情况，测量数据非常丰富。
技术实现思路
1、本专利技术所使用的技术方案是：一种自动化井孔测斜装置及方法，其特征在于：包括测斜机构、角度调节机构、升降机构；所述的测斜机构的探测杆滑动安装在角度调节机构的连接头上，角度调节机构的弧形滑动架滑动安装在升降机构的滑杆b上；所述的测斜机构包括：伸缩架、
2、优选的，所述的测斜机构还包括：圆环支架、底座、支撑杆、滑杆a、压缩弹簧、探测杆以及联动机构；圆环支架有两个，两个圆环支架相距一定距离固定安装在探测杆上，圆环支架外圈的滑槽内固定安装有底座，支撑杆固定安装在底座上，支撑杆与滑杆a滑动连接，滑杆a固定安装在伸缩架上；压缩弹簧安装在滑杆a上，压缩弹簧的一端与支撑杆的端面接触，压缩弹簧的另一端与伸缩架上的端面接触。
3、优选的，所述的联动机构包括：牵引杆、连接杆、钢丝绳、电动推杆；牵引杆滑动安装在探测杆内，牵引杆的上端与电动推杆的伸缩杆固定连接，牵引杆的下端与连接杆的上端固定连接，连接杆滑动安装在探测杆外壁的滑槽内，连接杆的数量与底座的数量一致，连接杆的的上下端均与钢丝绳的一端固定连接，钢丝绳的另一端通过底座上的通孔与伸缩架固定连接；电动推杆的缸体固定安装在探测杆的外壁上。
4、优选的，所述的底座以圆环支架的中心至少阵列安装有三个，底座上安装的组件同样和底座阵列数量一致；同时两个圆环支架上均安装有相同阵列数量的底座以及底座上安装的组件。
5、优选的，所述的角度调节机构包括：弧形滑动架、弧形齿条、连接头、步进电机b、步进电机c；弧形齿条固定安装在弧形滑动架的侧面，连接头上的短轴滑动安装在弧形滑动架上的滑槽内，连接头中间滑动安装有探测杆，探测杆上的正齿与步进电机b的电机齿轮相啮合，步进电机b固定安装在连接头上，连接头上还固定安装有步进电机c，步进电机c的电机轴与弧形齿条的齿相啮合。
6、优选的，所述的升降机构包括：支撑架、正齿条、盖板、滑杆b、弧形滑动架、步进电机a、电机支架、传动轴、正齿轮；正齿条有两个，两个正齿条的下端分别固定安装在支撑架两侧的上端面上，两个正齿条的上端均固定安装有盖板，每个盖板与两个滑杆b的上端固定连接，滑杆b的下端与支撑架上面固定连接；弧形滑动架滑动安装在四个滑杆b上，弧形滑动架的侧固定安装有电机支架，电机支架上固定安装有步进电机a，步进电机a的电机轴与传动轴固定连接，传动轴与弧形滑动架上的铰座转动连接，传动轴上固定安装有正齿轮，正齿轮与正齿条相啮合。
7、优选的，所述的压轮主体采用合金材质，外圈采用橡胶材质。
8、优选的，所述的支撑架采用纯钢材质，支撑架的下面分布安装有钢制倒刺。
9、优选地，包括采用任意一项所述的装置。
10、优选地，包括如下步骤：
11、s1：进行装置固定，首先将装置放置到打好的井孔处，支撑架中间的开口圆与井孔同心，启动角度调节机构，使探测杆与预设的井孔斜度平行，并且探测杆处于径孔的中心处；
12、s2：进行角度调整，如果井孔是垂直的，步进电机c启动，步进电机c的齿轮与弧形齿条固定连接，从而带动连接头在弧形滑动架的滑槽内滑动，直到滑动到探测杆的角度与井孔的角度一致即垂直状态，下一步启动步进电机b，从而带动探测杆向下移动，直到测斜机构伸入到井内；如果井孔是相对于地面倾斜的，那么调整探测杆的角度的同时需要带动弧形滑动架下降，从而使弧形滑动架圆心下降到与井口圆心重合的位置，这样探测杆调整倾斜后可以与井孔预设角度一致并且同心，具体的，步进电机c启动，步进电机c的齿轮与弧形齿条固定连接，从而带动连接头在弧形滑动架的滑槽内滑动，直到滑动到探测杆的角度与井孔的角度一致，下一步启动步进电机b，从而带动探测杆移动，直到测斜机构伸入到井内；
13、s3：进行圆环支架010释放，当测斜机构伸入到井内时，电动推杆启动，带动牵引杆向下滑动，从而带动连接杆向下滑动，从而使钢丝绳松弛，钢丝绳松弛后，伸缩架在压缩弹簧的作用下伸出，直到压轮与井壁接触；
14、s4：进行测斜，探测杆在带动下继续向下移动，当井内的斜度与预设斜度发生偏差时，井壁与探测杆就产生倾斜角，但是平衡杆始终紧贴井壁，从而使平衡杆在伸缩架上转动，因此平衡杆会与探测杆产生倾斜角度，摆针会在刻度板上转动，从而使传感器感应到刻度的变化，从而传递到云端进行观察记录。不同方向上的传感器会有不同的刻度变化，从而记录的数据更加准确。
15、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
16、(1)本专利技术在使用时，可以对不同斜度的井孔进行测斜工作，通过角度调节机构中步进电机b带动连接头在弧形滑动架内的滑槽滑动，从而使探测杆的角度进行调节，使探测杆的角度与预设井孔的角度一致，非常的方便。
17、(2)本专利技术在使用时，通过测斜机构的物理探测方法可以保证测斜的精度更高，并且测斜机构内采用多用探测点进行探测，不仅可以探测不同方向处的斜度变化，而且可以测量一段距离的斜度变化值，测量数据更加丰富。
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1.一种自动化井孔测斜装置，其特征在于：包括测斜机构、角度调节机构、升降机构；所述的测斜机构的探测杆(13)滑动安装在角度调节机构的连接头(28)上，角度调节机构的弧形滑动架(22)滑动安装在升降机构的滑杆B(21)上；所述的测斜机构包括：伸缩架(4)、刻度板(7)、摆针(8)、传感器(9)、卡条(10)、平衡杆(11)、压轮(12)；刻度板(7)固定安装在伸缩架(4)的内侧凹槽内，卡条(10)的一端与伸缩架(4)的内侧固定连接，另一端与刻度板(7)固定连接；摆针(8)的一端与平衡杆(11)的中心处固定连接，另一端固定安装有传感器(9)，传感器(9)的感应端与刻度板(7)上的刻度保持一定距离；平衡杆(11)中间处的转轴转动安装在伸缩架(4)上，平衡杆(11)的两端转动安装有压轮(12)。
2.根据权利要求1所述的一种自动化井孔测斜装置，其特征在于，所述的测斜机构还包括：圆环支架(1)、底座(2)、支撑杆(3)、滑杆A(5)、压缩弹簧(6)、探测杆(13)以及联动机构；圆环支架(1)有两个，两个圆环支架(1)相距一定距离固定安装在探测杆(13)上，圆环支架(1)外圈的滑
3.根据权利要求2所述的一种自动化井孔测斜装置，其特征在于，所述的联动机构包括：牵引杆(14)、连接杆(15)、钢丝绳(16)、电动推杆(17)；牵引杆(14)滑动安装在探测杆(13)内，牵引杆(14)的上端与电动推杆(17)的伸缩杆固定连接，牵引杆(14)的下端与连接杆(15)的上端固定连接，连接杆(15)滑动安装在探测杆(13)外壁的滑槽内，连接杆(15)的数量与底座(2)的数量一致，连接杆(15)的的上下端均与钢丝绳(16)的一端固定连接，钢丝绳(16)的另一端通过底座(2)上的通孔与伸缩架(4)固定连接；电动推杆(17)的缸体固定安装在探测杆(13)的外壁上。
4.根据权利要求2所述的一种自动化井孔测斜装置，其特征在于，所述的底座(2)以圆环支架(1)的中心至少阵列安装有支撑杆三个，底座(2)上安装的组件同样和底座(2)阵列数量一致；同时两个圆环支架(1)上均安装有相同阵列数量的底座(2)以及底座(2)上安装的组件。
5.根据权利要求1所述的一种自动化井孔测斜装置，其特征在于，所述的角度调节机构包括：弧形滑动架(22)、弧形齿条(27)、连接头(28)、步进电机B(29)、步进电机C(30)；弧形齿条(27)固定安装在弧形滑动架(22)的侧面，连接头(28)上的短轴滑动安装在弧形滑动架(22)上的滑槽内，连接头(28)中间滑动安装有探测杆(13)，探测杆(13)上的正齿与步进电机B(29)的电机齿轮相啮合，步进电机B(29)固定安装在连接头(28)上，连接头(28)上还固定安装有步进电机C(30)，步进电机C(30)的电机轴与弧形齿条(27)的齿相啮合。
6.根据权利要求1所述的一种自动化井孔测斜装置，其特征在于，所述的升降机构包括：支撑架(18)、正齿条(19)、盖板(20)、滑杆B(21)、弧形滑动架(22)、步进电机A(23)、电机支架(24)、传动轴(25)、正齿轮(26)；正齿条(19)有两个，两个正齿条(19)的下端分别固定安装在支撑架(18)两侧的上端面上，两个正齿条(19)的上端均固定安装有盖板(20)，每个盖板(20)与两个滑杆B(21)的上端固定连接，滑杆B(21)的下端与支撑架(18)上面固定连接；弧形滑动架(22)滑动安装在四个滑杆B(21)上，弧形滑动架(22)的侧固定安装有电机支架(24)，电机支架(24)上固定安装有步进电机A(23)，步进电机A(23)的电机轴与传动轴(25)固定连接，传动轴(25)与弧形滑动架(22)上的铰座转动连接，传动轴(25)上固定安装有正齿轮(26)，正齿轮(26)与正齿条(19)相啮合。
7.根据权利要求1所述的一种自动化井孔测斜装置，其特征在于，所述的压轮(12)主体采用合金材质，外圈采用橡胶材质。
8.根据权利要求6所述的一种自动化井孔测斜装置，其特征在于，所述的支撑架(18)采用纯钢材质，支撑架(18)的下面分布安装有钢制倒刺。
9.一种自动化井孔测斜方法，其特征在于，包括采用权利要求1-8的任意一项所述的装置。
10.根据权利要求9所述的一种自动化井孔测斜方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种自动化井孔测斜装置，其特征在于：包括测斜机构、角度调节机构、升降机构；所述的测斜机构的探测杆(13)滑动安装在角度调节机构的连接头(28)上，角度调节机构的弧形滑动架(22)滑动安装在升降机构的滑杆b(21)上；所述的测斜机构包括：伸缩架(4)、刻度板(7)、摆针(8)、传感器(9)、卡条(10)、平衡杆(11)、压轮(12)；刻度板(7)固定安装在伸缩架(4)的内侧凹槽内，卡条(10)的一端与伸缩架(4)的内侧固定连接，另一端与刻度板(7)固定连接；摆针(8)的一端与平衡杆(11)的中心处固定连接，另一端固定安装有传感器(9)，传感器(9)的感应端与刻度板(7)上的刻度保持一定距离；平衡杆(11)中间处的转轴转动安装在伸缩架(4)上，平衡杆(11)的两端转动安装有压轮(12)。
2.根据权利要求1所述的一种自动化井孔测斜装置，其特征在于，所述的测斜机构还包括：圆环支架(1)、底座(2)、支撑杆(3)、滑杆a(5)、压缩弹簧(6)、探测杆(13)以及联动机构；圆环支架(1)有两个，两个圆环支架(1)相距一定距离固定安装在探测杆(13)上，圆环支架(1)外圈的滑槽内固定安装有底座(2)，支撑杆(3)固定安装在底座(2)上，支撑杆(3)与滑杆a(5)滑动连接，滑杆a(5)固定安装在伸缩架(4)上；压缩弹簧(6)安装在滑杆a(5)上，压缩弹簧(6)的一端与支撑杆(3)的端面接触，压缩弹簧(6)的另一端与伸缩架(4)上的端面接触。
3.根据权利要求2所述的一种自动化井孔测斜装置，其特征在于，所述的联动机构包括：牵引杆(14)、连接杆(15)、钢丝绳(16)、电动推杆(17)；牵引杆(14)滑动安装在探测杆(13)内，牵引杆(14)的上端与电动推杆(17)的伸缩杆固定连接，牵引杆(14)的下端与连接杆(15)的上端固定连接，连接杆(15)滑动安装在探测杆(13)外壁的滑槽内，连接杆(15)的数量与底座(2)的数量一致，连接杆(15)的的上下端均与钢丝绳(16)的一端固定连接，钢丝绳(16)的另一端通过底座(2)上的通孔与伸缩架(4)固定连接；电动推杆(17)的缸体固定安装在探测杆(13)的外壁上。
4.根据权利要求2所述的一种自动化井孔测斜装置，其特征在于，所述的底座(2)以圆环支架(1)的中心至少阵列安装有支撑杆三...
【专利技术属性】
技术研发人员：王书春，高志友，张雷雷，马立丹，王浩，刘晓震，李兴，高荣政，
申请(专利权)人：山东省地矿工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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