[实用新型]冻结钻孔陀螺测斜仪井下定心器

说明书

技术领域

本实用新型涉及冻结钻孔偏斜测量技术领域，具体是一种冻结钻孔陀螺测斜仪井下定心器；主要适用于冻结钻孔的偏斜测量。

背景技术

目前 施工单位常用的施工冻结孔的钻杆是直径89 mm，内孔径在64mm～ 66mm之间，每根钻杆长度9米左右，中间用丝扣连接，一般测量就是在钻杆孔内进行。所用陀螺仪普遍是冻结孔施工专用的JDT-5A型，其外径48mm，井下仪的定心器最大直径处（弹簧片中部的凸出部分）与的钻杆内孔径正好是紧密接触与配合，它保证了井下仪器的中心与钻杆孔内中心重合。定心器是由一个上骨架与下骨架用三个弹簧片直接连接（弹簧片带弧度，用4mm的螺丝固定在骨架上，骨架用不锈钢或黄铜制作，弹簧片用碳素弹簧钢，作耐腐处理），由于钻杆的内孔加工精度不高，内孔径在（64mm～ 66mm）之间变化，并且每根钻杆的接头处内径变化更大，每根钻杆约9米长，钻杆与钻杆之间用丝扣连接，其接头内壁的2公分左右段内孔径突然变大到72mm左右，每当仪器到达此处，总是要剧烈的波动一下，要想测量准确，必须使陀螺井下仪的上下定心器外沿与钻杆内孔壁接触紧密、无间隙，这样才能保证井下仪器的中心线与钻杆内孔的中心线重合，测量的钻孔的偏斜的轨迹才精确。定心器是装在井下仪器的上、下两端的扶正杆上，它保证了上、下两定心器之间的井下仪中心与钻杆中心重合，也就是说这样的定心器要相同的两套，一套装在井下仪的最上部的扶正杆上，一套装在井下仪器的最下部的扶正杆上，上下两套相距1.4米左右,这1.4米段也是井下仪器的核心部分,正常测量的情况下需要保证这段的中心与钻杆的中心重合。

实际上，由于钻杆内孔的加工精度不可能很高，再加上其使用过程中泥浆的冲刷，内孔径误差在2mm左右很正常，并且每根钻杆之间的接头部位的内孔径变化要更大，现场为了使仪器中心与钻杆中心重合，就加大定心器上弹簧片的弧度使弹簧片的外径略大于钻杆内孔径1mm左右，这样一来就在孔径小一点的地方磨擦力增加，有时仪器就会卡在孔内不能顺利下去，而且弹簧片磨损的快，更换勤。如果弹簧片的弧度小、外径略小于钻杆内孔径几丝，仪器下放是顺利了，但在钻杆内孔径大一点的地方与定心器的间隙就大，仪器就会自然靠向偏斜大的一面孔壁，使仪器的中心与钻杆的中心就不一致，测量误差就增大。原来设计用六根弹簧片的连接是考虑了其弹性变形量，六根弹簧片本身就很硬、弹性变形不容易，不能很好的随着钻杆内孔径的变化而变化，遇到内孔径小一点的地方还容易卡住。

井下仪器的上部定心器与下部的定心器（直径最大处）的间距是1.4米左右，如果定心器的与孔壁间隙有1.5毫米，其测量的偏斜率方面的误差就达到千分之一，如果间隙达到3毫米，测量误差就达到千分之二，而正常施工中建设方对钻孔偏斜的要求很高，一般表土段要小于千分之二点五，基岩段小千分之三左右，可是仪器在每根钻杆接头处的波动以及钻杆内孔径的变化所导致的误差就达千分之一到千分之二左右，这样如何能保证施工质量，这也是陀螺仪在应用过程中施工单位经常碰到的技术难题，施工中由于仪器性能的不稳定，经常发现仪器管理员与钻机机、班长产生予盾的地方，普遍反应国内的测斜仪精度不稳定，时好时坏，其中定心器起到关键的作用。

原陀螺测斜井下仪定心器的外径不能很好地随钻杆内孔径变化而变化，特别是每当定心器到达钻杆接头处就会有一个大的波动，测量取样就会有很大的误差。比如：一个500米深的冻结孔，就会有近55个接头。上、下定心器每次经过接头各有一次波动，总共就会有110次波动、110次取样不准确，这样测量的精度就不一定能保证，所以现场施工测量时经常会出现测量结果时好时坏的现象。原来所用定心器的六个弹簧片太硬、弹性变形量小。为了使定心器弹簧片与孔内壁紧密接触，增大六个弹簧片的弧度（直径加大到67mm），这时就会出现磨擦力大、在直径较小处易卡住仪器的现象。如果只用三个弹簧片，那三根弹簧片的密度太低，最大圆周处成了一个三角形而不是圆形，定心器与钻杆内壁接触就不会紧密。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型提供一种冻结钻孔陀螺测斜仪井下定心器，保证了井下仪器的中心线与钻杆内孔中心线的重合，提高了测量的精度。