小口径双井径测井仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小口径双井径测井仪，包括井下仪器和地面测量系统，井下仪器由机械结构单元和信号转换电路单元构成，机械结构单元包括四个互成90°的井径臂，信号转换电路单元包括顺序串联的四个滑动电阻器R1、R2、R3和R4，滑动电阻器R1和R2均与V/F转换模块一相接，滑动电阻器R1和R4均与V/F转换模块二相接，V/F转换模块一和V/F转换模块二的输出端均与单片机一相接；地面测量系统包括接口面板电路模块、接在接口面板电路模块输入端的绞车控制器、接在接口面板电路模块输出端的模拟记录仪和计算机以及恒流源。本实用新型专利技术结构简单，设计合理，使用方便，测量精度高，成本低，使用效果好，便于推广使用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测量钻井井眼直径的测井仪器
，尤其是涉及一种小口径双井径测井仪。
技术介绍
钻探施工成形的钻孔其空间形态是不规则的，在同一水平面内，井的半径经常不一致，即水平切面是不规则的多边形。已有技术井径测量仪，用两个连动的测量臂测量井的直径，不足之处是由于测量臂是连动的，只能测量一个方向例如X方向井眼直径的变化情况，而不能同时反映另一方向例如Y方向井眼直径的变化情况，只能测量一条井径曲线，把不规则的多边形视为圆形，显然误差较大。用两个连动的测量臂测出的井眼直径不能准确反映钻井实际情况而产生测量误差，并给以后的作业带来影响。井径仪若能同时分别测量互相垂直的两个方向上的两个钻井直径，即把钻井的水平切面视为椭圆，那么与实际更接近，误差要小很多。目前，虽然已有一些双井径测井仪的产品推出，但是还存在着结构复杂、 实现成本高的缺陷和不足。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种小口径双井径测井仪，其结构简单，设计合理，使用方便，测量精度高，实用性强，成本低，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是一种小口径双井径测井仪， 包括井下仪器和与井下仪器相接的地面测量系统，所述井下仪器由用于反映井径变化的机械结构单元和与机械结构单元相接且用于将机械位移转换成电信号的信号转换电路单元构成，其特征在于所述机械结构单元包括四个互成90°的井径臂，所述信号转换电路单元包括分别与四个井径臂相接的四个滑动电阻器RpI^R3和R4,所述四个滑动电阻器札、 R2、R3和R4顺序串联，所述滑动电阻器队和滑动电阻器&均与V/F转换模块一相接，所述滑动电阻器R1和滑动电阻器R4均与V/F转换模块二相接，所述V/F转换模块一的输出端和 V/F转换模块二的输出端均与单片机一相接；所述地面测量系统包括与井下仪器相接的接口面板电路模块、接在接口面板电路模块输入端的绞车控制器、接在接口面板电路模块输出端的模拟记录仪和计算机以及给各用电单元供电的恒流源，所述恒流源与滑动电阻器R1 相接且通过电阻Rtl与滑动电阻器R4相接。上述的小口径双井径测井仪，其特征在于所述接口面板电路模块包括单片机二和接在单片机二输入端的采样方式设置电路，还包括接在单片机二输出端的状态指示灯、 串口通信电路和D/A转换电路；所述单片机二的输入端接绞车控制器，所述串口通信电路的输出端接计算机，所述D/A转换电路的输出端接模拟记录仪。上述的小口径双井径测井仪，其特征在于所述单片机一为51单片机、MSP430单片机、AVR单片机或PIC单片机。上述的小口径双井径测井仪，其特征在于所述单片机二为51单片机、MSP430单片机、AVR单片机或PIC单片机。上述的小口径双井径测井仪，其特征在于所述采样方式设置电路为触摸屏电路或键盘电路。本技术与现有技术相比具有以下优点1、本技术只要对现有技术中的四臂井径测井仪中井下仪器的信号转换电路单元稍作改动即可实现，例如在原煤炭系统普遍使用的JJW-I型井径仪的基础上，将四个滑动电阻器礼、R2> R3和R4的连接方式加以改造，并加入ν/F转换模块一、V/F转换模块二和单片机一便可实现，结构简单且设计合理。2、本技术使用操作方便，可以同时测出互相垂直的两个方向上的两个钻井直径，即把钻井的水平切面视为椭圆，与已有技术相比，所测得的数据更为准确地反映了井眼的直径，显著地提高了测量的精度，并能够据此更准确地计算出固井作业所需的水泥量，防止浪费泥浆，节约钻井成本。3、本技术的实用性强，能够很好地满足有关测井规范的要求，使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术的电路连接示意图。附图标记说明1-V/F转换模块一； 2-V/F转换模块二； 3_单片机一；4-接口面板电路模块；4-1-单片机二； 4-2-采样方式设置电路；4-3-状态指示灯； 4-4-串口通信电路；4-5-D/A转换电路；5-绞车控制器；6-模拟记录仪； 7-计算机；8-恒流源。具体实施方式如图1所示，本技术包括井下仪器和与井下仪器相接的地面测量系统，所述井下仪器由用于反映井径变化的机械结构单元和与机械结构单元相接且用于将机械位移转换成电信号的信号转换电路单元构成，其特征在于所述机械结构单元包括四个互成 90°的井径臂，所述信号转换电路单元包括分别与四个井径臂相接的四个滑动电阻器札、 R2^R3和R4,所述四个滑动电阻器RpI^R3和R4顺序串联，所述滑动电阻器R1和滑动电阻器 R2均与V/F转换模块一 1相接，所述滑动电阻器R1和滑动电阻器R4均与V/F转换模块二 2 相接，所述V/F转换模块一 1的输出端和V/F转换模块二 2的输出端均与单片机一 3相接； 所述地面测量系统包括与井下仪器相接的接口面板电路模块4、接在接口面板电路模块4 输入端的绞车控制器5、接在接口面板电路模块4输出端的模拟记录仪6和计算机7以及给各用电单元供电的恒流源8，所述恒流源8与滑动电阻器R1相接且通过电阻Rtl与滑动电阻器R4相接。如图1所示，本实施例中，所述接口面板电路模块4包括单片机二 4-1和接在单片机二 4-1输入端的采样方式设置电路4-2，还包括接在单片机二 4-1输出端的状态指示灯 4-3、串口通信电路4-4和D/A转换电路4-5 ；所述单片机二 4_1的输入端接绞车控制器5， 所述串口通信电路4-4的输出端接计算机7，所述D/A转换电路4-5的输出端接模拟记录仪 6。如图1所示，本实施例中，所述单片机一 3为51单片机、MSP430单片机、AVR单片机或PIC单片机。所述单片机二 4-1为51单片机、MSP430单片机、AVR单片机或PIC单片机。所述采样方式设置电路4-2为触摸屏电路或键盘电路。以在原煤炭系统普遍使用的J JW-I型井径仪的基础上，将四个滑动电阻器H R3和&的连接方式加以改造，并加入V/F转换模块一 1、V/F转换模块二 2和单片机一 3实现该小口径双井径测井仪为例，实现的井下仪器的长度为1. 56m，外径为60mm，最大测量井径为800mm。其工作原理及工作过程是首先选择符合测量条件(孔径在90mm至600mm范围内)的钻孔，测井前使用两个大小不同的井径刻度圆环进行标定，检查该小口径双井径测井仪工作是否正常，正常后便可下井。当该小口径双井径测井仪下到最深测量处时，在接口面板电路模块4上进行操作，配好电流准确无误，然后启动绞车控制器5，绞车上提该仪器，确认井径臂打开后便可正式测井。测井时，恒流源8向井下仪器供出15mA的恒定电流， 滑动电阻器队和滑动电阻器&将测得的电压信号V2输出给V/F转换模块一 1，V/F转换模块一 1将电压信号V2进行A/D转换并输出给单片机一 3进行处理后得到设定钻孔空间形态的水平切面为椭圆形时的Y方向上的直径D2 ；滑动电阻器R1和滑动电阻器R4将测得的电压信号Vtl输出给V/F转换模块二 2，V/F转换模块二 2将电压信号Vtl进行A/D转换并输出给单片机一 3进行处理后得到设定钻孔空间形态的水平切面为圆形时的直径Dtl ;=其中， 电压信号V本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种小口径双井径测井仪，包括井下仪器和与井下仪器相接的地面测量系统，所述井下仪器由用于反映井径变化的机械结构单元和与机械结构单元相接且用于将机械位移转换成电信号的信号转换电路单元构成，其特征在于：所述机械结构单元包括四个互成９０°的井径臂，所述信号转换电路单元包括分别与四个井径臂相接的四个滑动电阻器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３和Ｒ４，所述四个滑动电阻器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３和Ｒ４顺序串联，所述滑动电阻器Ｒ１和滑动电阻器Ｒ２均与Ｖ／Ｆ转换模块一（１）相接，所述滑动电阻器Ｒ１和滑动电阻器Ｒ４均与Ｖ／Ｆ转换模块二（２）相接，所述Ｖ／Ｆ转换模块一（１）的输出端和Ｖ／Ｆ转换模块二（２）的输出端均与单片机一（３）相接；所述地面测量系统包括与井下仪器相接的接口面板电路模块（４）、接在接口面板电路模块（４）输入端的绞车控制器（５）、接在接口面板电路模块（４）输出端的模拟记录仪（６）和计算机（７）以及给各用电单元供电的恒流源（８），所述恒流源（８）与滑动电阻器Ｒ１相接且通过电阻Ｒ０与滑动电阻器Ｒ４相接。

【技术特征摘要】
1.一种小口径双井径测井仪，包括井下仪器和与井下仪器相接的地面测量系统，所述井下仪器由用于反映井径变化的机械结构单元和与机械结构单元相接且用于将机械位移转换成电信号的信号转换电路单元构成，其特征在于所述机械结构单元包括四个互成 90°的井径臂，所述信号转换电路单元包括分别与四个井径臂相接的四个滑动电阻器队、 R2> R3和R4,所述四个滑动电阻器礼、R2> R3和R4顺序串联，所述滑动电阻器R1和滑动电阻器&均与V/F转换模块一(1)相接，所述滑动电阻器R1和滑动电阻器R4均与V/F转换模块二⑵相接，所述V/F转换模块一⑴的输出端和V/F转换模块二⑵的输出端均与单片机一 C3)相接；所述地面测量系统包括与井下仪器相接的接口面板电路模块G)、接在接口面板电路模块(4)输入端的绞车控制器( 、接在接口面板电路模块(4)输出端的模拟记录仪(6)和计算机(7)以及给各用电单元供电的恒流源(8)，所述恒流源(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佟，左明星，刘承民，刘付光，
申请(专利权)人：王佟，
类型：实用新型
国别省市：11