一种井径仪及其测量系统的制作方法

本发明涉及井径仪，具体地说涉及一种井径仪及其测量系统。

背景技术：

1、thrubit系统引进国内时，没有引进四臂井径仪器，只有密度单井径仪器，对井眼的几何描述不够，带来固井水泥用量计算不精确。现在钻井速度快，泥浆性能不好，井眼极不规则，单井径是描述不出井眼的几何形状的，只有四臂及以上的井径才能比较准确的描述井眼的几何形状，才能比较准确计算出固井用的水泥量。

2、在目前的测井过程中，裸眼井的井眼井径测量常使用的传统井径测井仪最多只能提供两条直径曲线，缩径误差大，而井径测量方法基本都是利用电位器式位移传感器来测量，由于电位器内部有机械触点，会产生摩擦损耗，都需要皮囊或浸泡注油密封，这就导致仪器的稳定性能和保养性能等存在一定问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种可较为准确的描述井眼的几何形状的井径仪及其测量系统。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种井径仪，至少包括两个沿同一直线方向设置且均可沿自身轴线方向偏转的双臂井径仪，每个所述双臂井径仪至少包括主轴、推靠组件、磁检测组件以及三轴加速度计；

3、所述磁检测组件以及三轴加速度计设置在所述主轴内,所述推靠组件至少包括两个在所述主轴上间隔分布的板簧，且两个所述板簧的一端与所述主轴固定、另一端设置有磁铁且可在所述主轴上滑动，所述磁检测组件可计算两个所述磁铁在所述主轴上的滑动距离且得出相应的两个井径值，所述三轴加速度计可测量相应所述双臂井径仪的相对方向角。

4、进一步的，两个所述双臂井径仪可沿自身长度组合挂接或沿同一长度方向分离设置。

5、进一步的，所述磁检测组件包括两组沿所述主轴长度方向设置的磁传感器组，且每组所述磁传感器组均设置有多个磁传感器。

6、进一步的，每个所述双臂井径仪还包括可对所述磁传感器进行温度补偿的温度传感器。

7、一种井径仪测量系统，包括：

8、所述的井径仪；

9、信号传输单元，至少包括用于将磁传感器、温度传感器以及三轴加速度计采集信号进行放大的信号放大电路、用于将放大的信号进行数模转换的ad电路、用于将数模转换后的信号进行处理mcu以及用于将mcu的数据进行存储的的dma。

10、进一步的，mcu进行数据处理的具体过程为：

11、对测量得到的磁传感器信号、温度信号、三轴加速度计角度信号分别采样100次并对采样值进行累加求平均值，mcu采样后的数据每100ms对数据进行一次打包存储。

12、进一步的，dma存储mcu的数据的具体过程为：

13、mcu始化配置串口后，数据将存储在dma中，井下程序轮询访问dma中存储的数据，如果有新的数据被上传，则将上一次存储的数据存储到存储芯片中去，随后对数据的长度进行效验判断，数据打包存储后，最终由地面测试软件进行下载。

14、本发明的有益效果体现在：

15、本发明井径仪及其测量系统：

16、1.通过磁传感器与磁铁的配合实现无接触式磁位移传感器测量方法，避免了密封，承压，平衡，绝缘，体积限制等问题，在有限的体积内，较为容易安装，且为后面仪器维护保养也带来极大的方便；

17、2.采用板簧做动力，可以板弹簧的形变回复力作为推靠井径仪的作用力,使得测井仪能够适应井径突变的情况；

18、3.通过三轴加速度计测量相对方向角，通过测量两个双臂井径仪的相对方位角相差45度，即可决定是哪个双臂井径仪偏转，在两个双臂井径仪数据下载进行拼接时，就能识别四条井径。这样就能准确的描述井眼体积形状，结合连斜方位指示，就能在井眼剖面处知道扩径和缩径的方位位置。

技术特征：

1.一种井径仪，其特征在于，至少包括两个沿同一直线方向设置且均可沿自身轴线方向偏转的双臂井径仪，每个所述双臂井径仪至少包括主轴(1)、推靠组件(2)、磁检测组件(3)以及三轴加速度计(4)；

2.根据权利要求1所述的井径仪，其特征在于，两个所述双臂井径仪可沿自身长度组合挂接或沿同一长度方向分离设置。

3.根据权利要求1或2所述的井径仪，其特征在于，所述磁检测组件(3)包括两组沿所述主轴(1)长度方向设置的磁传感器组，且每组所述磁传感器组均设置有多个磁传感器。

4.根据权利要求3所述的井径仪，其特征在于，每个所述双臂井径仪还包括可对所述磁传感器进行温度补偿的温度传感器(5)。

5.一种井径仪测量系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的井径仪测量系统，其特征在于，mcu(9)进行数据处理的具体过程为：

7.根据权利要求5所述的井径仪测量系统，其特征在于，dma(10)存储mcu(9)的数据的具体过程为：

技术总结本发明公开了一种井径仪及其测量系统，其中一种井径仪，至少包括两个双臂井径仪，每个所述双臂井径仪至少包括主轴、推靠组件、磁检测组件以及三轴加速度计；所述磁检测组件以及三轴加速度计设置在所述主轴内,所述推靠组件至少包括两个在所述主轴上间隔分布的板簧，且两个所述板簧的一端与所述主轴固定、另一端设置有磁铁且可在所述主轴上滑动，所述磁检测组件可计算两个所述磁铁在所述主轴上的滑动距离且得出相应的两个井径值，所述三轴加速度计可测量相应所述双臂井径仪的相对方向角。本发明有助于解决目前传统井径测井仪最多只能提供两条直径曲线，缩径误差大，井径测量方法利用电位器式位移传感器来测量，仪器的稳定性能和保养性差的问题。技术研发人员：郭旭杰,王海峰,高小明,章黎家,林涛,陈宏涛,徐再鹏,徐海涛受保护的技术使用者：武汉海阔科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26