一种井下高精度两轴陀螺测斜仪制造技术

本技术公开了一种井下高精度两轴陀螺测斜仪，包括筒状壳体，筒状壳体两端分别连接有上接头和下接头，筒状壳体内沿轴向安装有伺服电机、行星齿轮减速器、IMU短节、角度传感器，伺服电机通过行星齿轮减速器带动IMU短节旋转，IMU短节与角度传感器同轴联接；IMU短节包括管壳体和位于管壳体内的两轴陀螺、三轴加速度传感器以及数据处理模块，数据处理模块分别与两轴陀螺，三轴加速度传感器、角度传感器以及伺服电机连接。本技术采用两级行星齿轮减速器提高了伺服电机的控制精度，从而在测斜仪预热阶段可以精确消除陀螺仪和加速度计的零位漂移误差，并在测井过程中提供更好的角度控制精度，从而保证测井数据解算精度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及油田石油钻井连续定向测斜，具体涉及一种井下高精度两轴陀螺测斜仪。

技术介绍

1、随着油田资源的开发程度不断提高，易开采石油资源日益枯竭，油田环境和井况日趋复杂，为保证石油勘探开采质量，需进一步提高石油井眼轨迹测量的精度和效率。油井陀螺测斜仪主要用于测量套管井眼轨迹及各处的方位角、井斜角和工具面角等参数，但是随着测井深度的增加，井下温度逐渐升高，测斜仪内的测量元件输出数据会产生温度漂移，从而使得测量误差逐渐增大，特别是现有测斜仪的传动精度不高，无法保证测量数据的精度。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种井下高精度两轴陀螺测斜仪。

2、本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

3、一种井下高精度两轴陀螺测斜仪，包括筒状壳体，所述筒状壳体两端分别连接有上接头和下接头，所述筒状壳体内沿轴向依次安装有伺服电机、行星齿轮减速器、imu短节、角度传感器；所述伺服电机通过所述行星齿轮减速器带动所述imu短节旋转，所述imu短节与所述角度传感器同轴联接；所述imu短节包括管状壳体和设置在所述管状壳体内的x轴陀螺、y轴陀螺，x轴加速度传感器、y轴加速度传感器、z轴加速度传感器以及数据处理模块，所述数据处理模块分别与x轴陀螺、y轴陀螺，x轴加速度传感器、y轴加速度传感器、z轴加速度传感器、角度传感器以及伺服电机连接。

4、进一步地，所述伺服电机、行星齿轮减速器、imu短节、角度传感器自上而下设置，所述筒状壳体内两端分别设置有上吸热体和下吸热体，且所述上吸热体位于所述伺服电机的上方、下吸热体位于所述角度传感器的下方。

5、优选地，所述上吸热体和下吸热体均为铜镍合金实心金属圆柱体。

6、进一步地，所述筒状壳体由外管和内管构成，且所述外管与内管之间填充有隔热材料，所述内管的两端分别固定有上堵头和下堵头，且所述上堵头和下堵头分别与上接头和下接头相连。

7、优选地，所述内管为铜镍合金隔热管，所述隔热材料由硅胶、隔热棉、聚氨酯泡沫混合而成。

8、本技术的有益效果：

9、1、本技术采用了两级行星齿轮减速器提高了伺服电机的控制精度，从而在测斜仪预热阶段可以精确消除陀螺仪和加速度计的零位漂移误差，并在测井过程中提供更好的角度控制精度，从而保证测井数据解算精度，且行星齿轮的结构紧凑，传动效率高，噪音小，寿命长；

10、2、通过角度传感器可以在测井过程实时反馈imu短节的旋转角度，并将该旋转角度发送给数据处理模块，所述数据处理模块通过伺服电机对imu短节进行角度修正，提高了测斜仪在大斜度井及水平井中的测量精度；

11、3、通过设置上、下吸热体、隔热管以及隔热材料，可以有效减小测斜仪内部的温度，从而减小测量元件的测量误差。

12、以下将结合附图及实施例对本技术做进一步详细说明。

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【技术保护点】

1.一种井下高精度两轴陀螺测斜仪，其特征在于，包括筒状壳体，所述筒状壳体两端分别连接有上接头和下接头，所述筒状壳体内沿轴向依次安装有伺服电机、行星齿轮减速器、IMU短节、角度传感器；所述伺服电机通过所述行星齿轮减速器带动所述IMU短节旋转，所述IMU短节与所述角度传感器同轴联接；所述IMU短节包括管状壳体和设置在所述管状壳体内的X轴陀螺、Y轴陀螺，X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器、Z轴加速度传感器以及数据处理模块，所述数据处理模块分别与X轴陀螺、Y轴陀螺，X轴加速度传感器、Y轴加速度传感器、Z轴加速度传感器、角度传感器以及伺服电机连接。

2.根据权利要求1所述的井下高精度两轴陀螺测斜仪，其特征在于，所述伺服电机、行星齿轮减速器、IMU短节、角度传感器自上而下设置，所述筒状壳体内两端分别设置有上吸热体和下吸热体，且所述上吸热体位于所述伺服电机的上方、下吸热体位于所述角度传感器的下方。

3.根据权利要求2所述的井下高精度两轴陀螺测斜仪，其特征在于，所述上吸热体和下吸热体均为铜镍合金实心金属圆柱体。

4.根据权利要求1或2或3所述的井下高精度两轴陀螺测斜仪，其特征在于，所述筒状壳体由外管和内管构成，且所述外管与内管之间填充有隔热材料，所述内管的两端分别固定有上堵头和下堵头，且所述上堵头和下堵头分别与上接头和下接头相连。

5.根据权利要求4所述的井下高精度两轴陀螺测斜仪，其特征在于，所述内管为铜镍合金隔热管。

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【技术特征摘要】

1.一种井下高精度两轴陀螺测斜仪，其特征在于，包括筒状壳体，所述筒状壳体两端分别连接有上接头和下接头，所述筒状壳体内沿轴向依次安装有伺服电机、行星齿轮减速器、imu短节、角度传感器；所述伺服电机通过所述行星齿轮减速器带动所述imu短节旋转，所述imu短节与所述角度传感器同轴联接；所述imu短节包括管状壳体和设置在所述管状壳体内的x轴陀螺、y轴陀螺，x轴加速度传感器、y轴加速度传感器、z轴加速度传感器以及数据处理模块，所述数据处理模块分别与x轴陀螺、y轴陀螺，x轴加速度传感器、y轴加速度传感器、z轴加速度传感器、角度传感器以及伺服电机连接。

2.根据权利要求1所述的井下高精度两轴陀螺测斜仪，其特征在于，所述伺服电机、行...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿东恒，席文奎，杜鹏飞，庞永亮，
申请(专利权)人：陕西航天时代导航设备有限公司，
类型：新型
国别省市：