[实用新型]一种定向传感器骨架

说明书

技术领域

本实用新型属于定向参数测量技术领域，具体地说涉及一种定向传感器骨架。

背景技术

一口油井能否按要求的井斜和方位钻探，关系着这口井最终能否到达目的层(油层)且能否出油。随着易开采石油资源的日益枯竭，国内外钻井界纷纷将目光投向滩海、湖泊、稠油油藏及海洋等复杂地况的勘探和开发。小块零散油层的开采和大位移井、大斜度井、丛式井、水平井的日益增多，需要精度更高、更加可靠的定向传感器进行测量。定向传感器集成了三轴加速度传感器和三轴磁通门传感器，利用6个传感器的输出信号，进行运算，计算出传感器的实时姿态，从而对钻头进行导向。由于钻头在井下钻进的过程中时刻承受着剧烈的振动、冲击和高温，因此，定向传感器需要在长期振动冲击的条件下，仍然能够正常工作并能精确地测量所需要的角度。

目前，国内外现用的定向传感器通常采用7075铝合金作为骨架材料，加速度传感器通过4个安装螺钉安装在骨架上，磁通门传感器通过6个顶紧螺丝安装在骨架上。在实际钻井过程中，操作人员发现钻头旋转引起的振动对定向传感器造成了较大的影响，降低了传感器的测量精度和使用寿命。

实用新型内容

发明人在长期实践中发现：钻井过程中产生的振动频率范围为10Hz～500Hz，最大加速度可以达到20m/s²。由于加速度传感器采用石英挠性加速度计，其内部的石英摆片对振动和冲击敏感，在大量级振动情况下容易出现损坏。加之，现有的定向传感器骨架是通过4个螺钉将加速计固定在其上，没有缓冲的硬连接，骨架上的振动能够直接传到加速度计上。虽然现用的加速度计能够承受20m/s²的振动，但是，长期的大量级振动对加速度计的稳定性和寿命造成影响。同时，铝合金骨架的共振点频率在450Hz左右，骨架一旦发生共振，加速度计所承受的振动加速度就会远大于20m/s²，造成加速度计的损坏。另外，磁通门传感器通过顶紧螺丝固定在骨架上，只有6个点固定，在骨架振动的情况下，磁通门传感器的位置和相对角度会发生变化漂移，降低测量精度。

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种定向传感器骨架。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种定向传感器骨架，包括主体骨架，所述主体骨架内部设有3个第一安装孔和3个第二安装孔，所述第一安装孔内设有磁通门外壳，所述磁通门外壳的中部设有凹槽，用来放置磁通门传感器内芯，所述磁通门外壳的两侧设有翼边，用于连接磁通门外壳和主体骨架，所述第二安装孔内设有加速度计，所述加速度计的周边及其底部与第二安装孔之间均灌封有硅胶层。

进一步，所述主体骨架的两端分别连接有上端头和下端头，所述上端头和下端头处均设有环形凹槽，所述环形凹槽的宽度为12-14mm。

进一步，所述上端头和下端头的端面处均设有第三安装孔，用于安装电连接器，且两者的外围侧壁处均设有通孔，连接件贯穿通孔与电连接器相抵。

进一步，所述环形凹槽内设有O型圈。

进一步，所述硅胶层厚度为1-1.5mm。

进一步，所述翼边位于第一安装孔外，所述翼边通过连接件与主体骨架连接。

进一步，所述第一安装孔位于主体骨架的左端，所述第二安装孔位于主体骨架的右端，所述主体骨架的中部设有3个安装槽，用于安装印制板。

进一步，所述主体骨架为钛合金骨架。

本实用新型的有益效果是：

1、加速度计的周边及其底部与第二安装孔之间均灌封有硅胶层，相较于螺钉，硅胶质地软、弹性大，能够缓冲振动，降低加速度计受到的振动量级，提高加速度计的使用寿命和稳定性。

2、磁通门传感器内芯置于凹槽内，连接件贯穿翼边将磁通门外壳和主体骨架压紧固定，在钻井过程中，保证磁通门传感器的位置和角度保持不变，提高测量精度。

3、环形凹槽的宽度为12-14mm，适于安装宽大型的O型圈，弹性更好，缓冲振动，降低主体骨架受到的振动量级。

4、采用钛合金主体骨架，共振频率可以提高50％以上，确保主体骨架在50Hz～500Hz范围内不会发生共振。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是磁通门外壳结构示意图；

图3是上端头的右视图；

图4是下端头的左视图。