[发明专利]一种用于石油测斜仪器的光纤陀螺IMU组合体

摘要

本发明公开了一种用于石油测斜仪的光纤陀螺IMU组合体，该IMU组合体是将磁屏蔽圆筒外套、光纤陀螺敏感环模块、数据处理电路模块、光源组件模块和加速度计模块安装在IMU骨架上。该IMU骨架在空间上呈圆筒与框架组合的结构布局。组成光纤陀螺IMU组合的各模块通过IMU骨架上的安装凸台固定安装，使得模块间内部热传导的通径面积最小，结合内部各模块的空间交叉布局、以及外部磁屏蔽套筒的热均衡作用，有效减少了IMU组合体的内部热不均匀性。光纤陀螺IMU组合体具有基准传递结构，可实现IMU安装基准的导出。本发明的光纤陀螺IMU组合用于石油测斜仪时，具有良好的环境适应性和测量精度。

主权项

一种用于石油测斜仪器的光纤陀螺IMU组合体，该IMU组合体包括了光纤陀螺敏感环模块、数据处理电路模块（84）、光源组件模块（85）和加速度计模块（86）；其特征在于：还包括有IMU骨架（81）、磁屏蔽圆筒外套（82）；所述光纤陀螺敏感环模块包括有三个结构相同的光纤陀螺敏感环，即X轴光纤陀螺敏感环（83B）、Y轴光纤陀螺敏感环（83C）和Z轴光纤陀螺敏感环（83A）；所述光纤陀螺敏感环包括有光纤线圈（200）、磁屏蔽外壳（100）、光纤环骨架（300）和光纤导引件（400）；磁屏蔽外壳（100）由盒体（101）和顶盖（102）两部分组成；盒体（101）的盒体底面板（103）上设有第一凸台通孔（131）、第二凸台通孔（132）、第三凸台通孔（133）、螺钉通孔（134）和圆形通孔（135）；第一凸台通孔（131）用于光纤环骨架（300）上的第一凸台（303A）穿过；第二凸台通孔（132）用于光纤环骨架（300）上的第二凸台（303B）穿过；第三凸台通孔（133）用于光纤环骨架（300）上的第三凸台（303C）穿过；螺钉通孔（134）用于底部螺钉（500）穿过；顶盖（102）的盖体上面板（107）的外缘上设有盖体外凸缘（108），盖体外凸缘（108）与盖体上面板（107）的结构组合为光纤线圈（200）的入纤（201）和尾纤（202）提供了固定挡板和盘纤操作平面；顶盖（102）的下方设有下凸面板（17A）、定位面板（17B）；在下凸面板（17A）的区域里设有矩形通孔（121）、螺钉通孔（122）、圆形通孔（123）、矩形腔（124）；矩形通孔（121）用于光纤导引件（400）中压盖（402）的压头（422）穿过，且使光纤导引件（400）中压盖（402）的挡板（421）置于矩形腔（124）中；螺钉通孔（122）用于顶部螺钉（600）穿过；光纤环骨架（300）上设有上端面板（302）、下端面板（301）和纤环体（309）；纤环体（309）位于上端面板（302）与下端面板（301）之间；上端面板（302）上设有矩形开口腔（321）、低平台（322）、第一导引槽（305）、第二导引槽（305A）、第一上翼缘（36）、第二上翼缘（36A）；矩形开口腔（321）中安装有光纤导引件（400）的底座（401）；第一导引槽（305）和第一上翼缘（306）用于光纤线圈（200）的光纤入纤（201）进行方向引导；第二导引槽（35A）和第二上翼缘（36A）用于光纤线圈（200）的光纤尾纤（202）进行方向引导；低平台（322）与顶盖（102）底部的间隙配合，实现光纤线圈（200）缠绕的定位。下端面板（301）上设有第一凸台（303A）、第二凸台（303B）、第三凸台（303C）、螺纹孔（307）、导引孔（308）；第一凸台（303A）的中心设有第一固定孔（304A）；第二凸台（303B）的中心设有第二固定孔（304B）；第三凸台（303C）的 中心设有第三固定孔（304C）；螺纹孔（307）中放置螺钉实现将光纤环骨架（300）下端与盒体（101）底部的固定安装；导引孔（308）用于线缆通过，该线缆也通过盒体（101）底部的圆形通孔（135）。光纤导引件（400）由底座（401）和压盖（402）两部分组成；底座（401）和压盖（402）装配后一端形成有导引槽区域（403），另一端形成有灌胶口（404）；底座（401）的上部为倾斜面板（411），该倾斜面板（411）置于压盖（402）下部的倾斜腔（423）中；压盖（402）上设有挡板（421）、压头（422）、倾斜腔（423）；挡板（421）置于顶盖（12）的矩形腔（124）中；压头（422）穿过顶盖（102）的矩形通孔（121）；倾斜腔（423）用于放置底座（401的倾斜端；压盖（402）与底座（401）装配后预留有一用于灌胶封装光纤线圈（200）的灌胶通道；光纤线圈（200）的一端称为入纤（201），光纤线圈（200）的另一端称为尾纤（202），光纤线圈（200）缠绕在光纤环骨架（300）的纤环体（309）上；所述IMU骨架（81）包括有Z轴向腔体（1）、X轴向腔体（2）、Y轴向腔体（3）、电路板安装腔体（4）、光源组件安装腔体（5）、加表组件安装腔体（6）和IMU坐标基准导出腔体（7）；所述骨架在空间上呈圆筒与框架组合的结构布局，即Z轴向腔体（1）为圆筒形结构；X轴向腔体（2）为箱型框架结构；Y轴向腔体（3）为箱型框架结构；电路板安装腔体（4）为箱型框架结构；光源组件安装腔体（5）为箱型框架结构；加表组件安装腔体（6）为箱型框架结构；IMU坐标基准导出腔体（7）为圆筒形结构；Z轴向腔体（1）的底部加工有第一安装凸台（11），所述第一安装凸台（11）上设有第一固定孔（12）；Z轴向腔体（1）的第一外筒安装面板（14）上设有第二固定孔（13）、第三固定孔（15）、光纤导引槽（16）；所述光纤导引槽（16）的一端开口与腔体导通，所述光纤导引槽（16）的另一端开口与X轴向腔体（2）的第一走纤通道（23）连续；X轴向腔体（2）上下为开放式的；X轴向腔体（2）的左侧板（2A）上设有矩形通孔（2C），左侧板（2A）的上端设有第一走纤通道（23），该第一走纤通道（23）与光纤导引槽（16）为连续结构；X轴向腔体（2）的右侧板（2B）的内侧壁上设有第二安装凸台（21），第二安装凸台（21）上开有第四固定孔（22）；Y轴向腔体（3）左右为开放式的；Y轴向腔体（3）的上侧板（3A）的内侧壁上设有第三安装凸台（31），第三安装凸台（31）上开有第五固定孔（32）；Y轴向腔体（3）的下侧板（3B）的后部为第二外筒安装面板（36），上侧板（3A）的左端部设有凸棱（33），凸棱（33）与上侧板（3A）左端的端面之间留有间隙，该间隙用于第一尾纤通过，形成第二走纤通道（34）；第二走纤通道（34）与第一走纤通道（23）连续；电路板安装腔体（4）上下为开放式的；电路板安装腔体（4）的左面为左侧板（4A）、电路板安装腔体（4）的右面为右侧板（4B）；电路板安装腔体（4）内设有第四安装凸台（41），所述第四安装凸台（41）上开有第七固定孔（42）；电路板安装腔体（4）的上边与光源组件安装腔体（5）的上边连续处设有第五安装凸台（43），所述第五安装凸台（43）上开有第八固定孔（44）；电路板安装腔体（4）的下边与光源组件安装腔体（5）的下边连续处设有第六安装凸台（43A），所述第六安装凸台（43A）上开有第九固定孔（44A）；光源组件安装腔体（5）上下为开放式的；光源组件安装腔体（5）的左面为左侧板（5A）、光源组件安装腔体（5）的右面为右侧板（5B）；右侧板（5B）上设有过线孔（55）和压线孔（56），过线孔（55）和压线孔（56）用于布放和固定电信号引线；光源组件安装腔体（5）内设有第七安装凸台（51），所述第七安装凸台（51）上开有第十固定孔（52）；在光源组件安装腔体（5）的左侧板（5A）的侧部加工了第四凸棱（45），第三凸棱（45）与电路板安装腔体（4）的上板面构成了第三走纤通道（46），该第三走纤通道（46）与第二走纤通道（34）接续；加表组件安装腔体（6）下方为开放式的；加表组件安装腔体（6）上设有上侧板（6D）、左侧板（6A）、右侧板（6B）、前侧板（6C）；上侧板（6D）上开有第十二固定孔（65），上侧板（6D）的内壁上设有第九安装凸台（64）；左侧板（6A）上设有走线孔（63A）；右侧板（6B）上设有走线孔（63）和通孔，右侧板（6B）的内壁上设有第八安装凸台（61），第八安装凸台（61）上设有第十一固定孔（62）；前侧板（6C）的下端端部为圆弧形；IMU坐标基准导出腔体（7）的定位底面板（72）的中心有过线孔（75），第四外筒安装面板（71）与磁屏蔽圆筒外套的另一端固定连接；IMU坐标基准导出腔体（7）的定位圆周体上设有定位键槽（73）、第十三固定孔（74）；通过第十三固定孔（74）实现IMU骨架与石油测斜仪其它组件端头的连接固定。