[发明专利]一种连续陀螺测量装置

说明书

本发明属于石油井下仪器技术领域，涉及一种连续陀螺测量装置，连续陀螺测量装置包括电路模块、传动模块、陀螺机芯、固定模块和保护模块，电路模块包括电路板支架、光纤陀螺控制板、载波通信电路板、光纤陀螺电源板、固定型微距型插座和微矩形连接器插座，传动模块包括两相步进电机、电机保护套、电机支架、第一轴承套、轴套、第一深沟球轴承、对转轴、限位轴、传动轴、弹性联轴器、转接板以及加速度计，固定模块包括扶正套、堵头、第二轴承套、第二深沟球轴承、波形弹簧、螺堵，保护模块由电路外筒和传感器外筒组成。本发明的连续陀螺测量装置，可在井斜0°‑90°的条件下实现高效率、高精度的寻北测量与连续模式测量，实时计算测井轨迹。

技术领域

本发明属于石油井下仪器技术领域，涉及一种连续陀螺测量装置。

背景技术

光纤陀螺是基于萨格纳克(Sagnac)效应的光学角速率敏感元件，基于光纤陀螺而制作而成的光纤陀螺测斜仪是石油测井领域运用的一种重要测量仪器。利用光纤陀螺测量地球的自转，加速度传感器测量地球磁场，使用加速传感器和光纤陀螺的系统组合可以测量井斜、方位、工具面等多种测井参数。在实际应用时，常规陀螺测斜仪存在以下不足：1)测量速度慢，每个测量点耗时大于1分钟，会增加测井时间，石油钻井领域中成本对时间高度敏感，时间的增加会大大增加客户成本；2)由于测量时间长，不利于深井、高温井的测量，尤其是限制了测量仪器在高温应用环境下的应用；3)测量时对振动非常敏感，必须保证绝对静止状态，在实际测量时，可能会由于干扰导致需要在同一位置进行多次复测的情况，这又增加了测量时间；4)常规陀螺测量姿态有限制，在四位置寻北法测量方位时，当井斜角大于60°时，测量误差较大。如何提高光纤陀螺测斜仪的测量精度和效率，是领域内重要的研究内容和方向。

发明内容

本发明旨在提供一种连续陀螺测量装置。

根据本发明的一方面，一种连续陀螺测量装置，包括电路模块、传动模块、陀螺机芯、固定模块和保护模块，电路模块包括电路板支架、光纤陀螺控制板、载波通信电路板、光纤陀螺电源板、固定型微距型插座和微矩形连接器插座，传动模块包括两相步进电机、电机保护套、电机支架、第一轴承套、轴套、第一深沟球轴承、对转轴、限位轴、传动轴、弹性联轴器、转接板以及加速度计，固定模块包括扶正套、堵头、第二轴承套、第二深沟球轴承、波形弹簧、螺堵，保护模块由电路外筒和传感器外筒组成；其中，载波通信电路板和光纤陀螺电源板固定设置在电路板支架内部的一侧，光纤陀螺控制板设置在电路板支架内部的另一侧；电机支架与电路板支架的一端固定连接，两相步进电机同轴心设置在电路板支架一端与电机支架一端固定连接端形成的腔体内，电机保护套设置在两相步进电机与电路板支架之间，传动轴的一端通过设置在电机支架内侧的弹性联轴器与两相步进电机连接，传动轴的另一端与陀螺机芯的内端头固定连接；电路外筒同轴心设置在电路板支架与电机支架的外侧，传感器外筒同轴心设置在传动轴和陀螺机芯的外侧。

根据本发明的示例性实施例，电路板支架的外端设置固定型微距型插座，电路板支架的内端设置微矩形连接器插座。

根据本发明的示例性实施例，两个第一深沟球轴承以及第一轴承套由内向外同轴心设置在传动轴与电机支架之间。

根据本发明的示例性实施例，轴套设置在传动轴的外侧，轴套的两端分别与第一深沟球轴承连接。

根据本发明的示例性实施例，传动轴上设置轴孔，对转轴装配在轴孔内；电机支架的一端设置限位孔，限位轴装配在限位孔内对安装在传动轴上的对转轴进行限位。

根据本发明的示例性实施例，转接板和加速度计固定设置在传动轴的中间部。

根据本发明的示例性实施例，第二深沟球轴承、第二轴承套以及堵头的一端由内向外一次同轴心设置在传感器外筒一端的内侧。

根据本发明的示例性实施例，扶正套的一端同轴心固定设置在陀螺机芯400的外端头外侧，扶正套的另一端装配在堵头内侧的第二深沟球轴承内侧。