[发明专利]一种用于测井的可伸缩探测电极装置

说明书

本发明公开了一种用于测井的可伸缩探测电极装置，包括套筒、四个伸缩电极结构、控制系统，伸缩电极结构包括电极、步进电机组件及支撑齿轮，电极下侧面上的齿条与传动齿轮及支撑齿轮啮合连接，电极在传动齿轮的驱动下可沿垂直于套筒的轴线方向运动，当处于探测状态时，传动齿轮驱动电极向前运动，电极的探测端穿过套筒的侧壁伸出于套筒，此时，支撑齿轮位于电极的后端，当探测结束时，传动齿轮驱动电极向后运动，电极的探测端缩回于套筒内，本发明解决了因电极与测井壁接触情况不稳定而导致的测量误差，或重复调整电极位置而导致的测量误差，既保证了电极在测量过程中的安全性和耐久性，又有效提高了测量数据的准确性及工作效率。

技术领域

本发明属于场地原位电性勘探技术领域，尤其涉及一种用于测井的可伸缩探测电极装置。

背景技术

钻井地球物理勘探，即为在钻孔中进行的各种地球物理勘探方法的总称，简称为“测井”。目前配合测井所使用的电极装置为长度固定金属电极，当采用四电极法进行测量作业时，使用四支金属电极为场地形成点电极，通过测试场地电压、电流、极化率，得到场地电阻率、电导率等参数。

在测量过程中，此类电极受测井直径、井壁环境等因素影响，容易因钻孔直径较大、井壁凹凸不平整等问题与测井井壁接触不良，无法形成点电极，进而导致测量失败或出现较大误差。目前，本领域仍缺乏操作简便、接触性好的测井用探测电极装置。

为保证测量数据的准确性和科研结果的真实性，设计一种用于测井的可伸缩探测电极装置尤为重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于测井的可伸缩探测电极装置，既能保证电极在测量过程中的安全性和耐久性，又能有效提高测量数据的准确性和工作效率。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

一种用于测井的可伸缩探测电极装置，包括套筒、四个伸缩电极结构、控制系统，四个所述伸缩电极结构沿轴向平行容置于所述套筒内，所述伸缩电极结构包括：

电极，所述电极垂直于所述套筒的轴线放置于所述套筒内，将所述电极的探测端定义为所述电极的前端，所述电极的下侧面上设有齿条，所述电极的后端与所述控制系统电连接；

步进电机组件，包括步进电机及传动齿轮，所述步进电机固定安装于所述套筒的内壁上，所述步进电机的输入轴与所述控制系统信号连接，所述步进电机的输出轴与所述传动齿轮的输入轴连接，所述传动齿轮安装于所述电极的下方且靠近所述电极的探测端；

支撑齿轮，所述支撑齿轮安装于所述电极的下方且位于所述电极的中部，用于支撑所述电极；

所述电极下侧面上的所述齿条与所述传动齿轮及所述支撑齿轮啮合连接，所述电极在所述传动齿轮的驱动下可沿垂直于所述套筒的轴线方向运动，当处于探测状态时，所述传动齿轮驱动所述电极向前运动，所述电极的探测端穿过所述套筒的侧壁伸出于所述套筒，此时，所述支撑齿轮位于所述电极的后端，当探测结束时，所述传动齿轮驱动所述电极向后运动，所述电极的探测端缩回于所述套筒内。

优选地，所述控制系统包括步进电机微机控制单元和步进电机驱动器，所述步进电机微机控制单元包括控制面板、脉冲发送控制单元，所述控制面板与所述脉冲发送控制单元信号连接，所述控制面板给出控制指令，所述脉冲发送控制单元响应于所述控制指令输出一定数量脉冲，所述步进电机驱动器与所述脉冲发送控制单元信号连接，所述步进电机驱动器接收所述脉冲，驱动所述步进电机转动，进而驱动所述传动齿轮转动相应角度。

优选地，所述步进电机微机控制单元还包括反馈与保护单元，所述反馈与保护单元的信号输入端与所述步进电机驱动器连接，所述反馈与保护单元的信号输出端与所述脉冲发送控制单元连接。

优选地，所述电极采用金属棱柱，所述金属棱柱的下侧面上开设有若干沿径向平行排布的齿，形成所述齿条。