提高光纖陀螺測斜儀轉位精度的方法及定位裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種提高光纖陀螺測斜儀轉位精度的方法及定位裝置，屬于光纖陀螺測斜儀技術領域。
【背景技術】
[0002]在新油井開發過程中，為了準確控制鉆頭走向，提高油量產出；定向鉆井已成為當前油氣田開發的重大技術之一。電子多點測斜和框架式陀螺測斜這兩大類測試井跡的儀器在國內生產廠家很多，但都存在一些問題，使用效果并不是太好。國內外都在研究將慣性器件作為核心的定位定向系統用于鉆探的測量，而且精度有了明顯提高。但光纖陀螺測斜儀需要轉動O度、90度、180度和270度四個位置才能提供系統解算所需數據。轉動角度的精度決定了光纖陀螺測斜儀的準確性。由于轉動是由電機帶動的，電機減速器中的齒輪，電機與軸的連接處都存在有間隙，這些連接間隙會影響轉動角度的精度，因此消除上述間隙對轉動角度的影響是光纖陀螺測斜儀測量準確度的關鍵。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，提供一種提高光纖陀螺測斜儀轉位精度的方法及定位裝置，以實現轉位機構O度、90度、180度和270度四個位置準確旋轉和精確定位，從而克服現有技術的不足。
[0004]本發明的技術方案是這樣實現的:本發明的一種提高光纖陀螺測斜儀轉位精度的方法為，該方法通過定位軸的單向轉動以消除電機減速器中齒輪的回轉間隙，提高光纖陀螺測斜儀轉位精度；定位軸上設有彈性球頭，定位軸外設有支架，支架內孔中設有四個相差90度的V形凸臺；當電機減速器帶動定位軸停止轉動時，定位軸上的彈性球頭正好頂在支架內孔中V形凸臺的下滑斜面上，使定位軸停止轉動后仍受到一個與定位軸旋轉方向一致的力，以防止定位軸反向旋轉使電機減速器中的齒輪之間產生間隙。
[0005]上述方法中，所述定位軸上設有擋片，定位軸外面的支架上設有光電開關，當擋片遮住光電開關時，定位軸位于零位；以零位為基準，當電機在編碼器精確角度的控制下，分別轉動到90度、180度和270度三個位置時，定位軸上的彈性球頭正好停在支架內孔中其中一個V形凸臺的下滑斜面上，通過V形凸臺的下滑斜面和彈性球頭對定位軸施加與定位軸旋轉方向一致的力。
[0006]根據上述方法構建的本發明的一種光纖陀螺測斜儀定位裝置為，該裝置包括一端與電機連接，另一端與光纖陀螺連接的定位軸，定位軸上設有彈性球頭，定位軸外設有支架，支架的內孔中設有四個相隔90度的V形凸臺。
[0007]前述定位裝置中，所述定位軸上設有擋片，定位軸外面的支架上設有光電開關。
[0008]前述定位裝置中，所述定位軸兩端經軸承與支架轉動連接。
[0009]前述定位裝置中，所述彈性球頭包括設在定位軸徑向孔內的球頭，球頭底部設有彈簧，球頭上設有限位槽，限位槽內設有限位銷。
[0010]與現有技術相比，本發明通過定位軸的單向轉動以消除電機減速器中齒輪的回轉間隙，提高光纖陀螺測斜儀轉位精度；同時在支架內孔設置了 V形凸臺，在定位軸上設置了彈性球頭，當定位軸在基準位置(O度位置)，以及90度、180度和270度位置時，定位軸上的彈性球頭正好停在支架內孔中其中一個V形凸臺的下滑斜面上，通過V形凸臺的下滑斜面和彈性球頭對定位軸施加與定位軸旋轉方向一致的力。消除了電機減速器的回轉間隙，提聞了精度。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的原理圖；
圖2是本發明的結構示意圖；
圖3是定位軸組件的結構示意圖；
圖4是本發明的應用不意圖。
[0012]附圖中的標記為:1_定位軸，2-彈性球頭，3-支架，4-V形凸臺，5-擋片，6-光電開關，7-軸承，8-球頭，9-彈簧，10-限位槽，11-限位銷，12-電機，13-光纖陀螺。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明，但不作為對本發明的任何限制。
[0014]本發明的一種提高光纖陀螺測斜儀轉位精度的方法，如圖1所示，該方法是通過定位軸的單向轉動以消除電機減速器中齒輪的回轉間隙，提高光纖陀螺測斜儀轉位精度；定位軸上設有彈性球頭，定位軸外設有支架，支架內孔中設有四個相差90度的V形凸臺；當電機減速器帶動定位軸停止轉動時，定位軸上的彈性球頭正好頂在支架內孔中V形凸臺的下滑斜面上，使定位軸停止轉動后仍受到一個與定位軸旋轉方向一致的力，以防止定位軸反向旋轉使電機減速器中的齒輪之間產生間隙。所述定位軸如圖2和3所示，定位軸上設有擋片，定位軸外面的支架上設有光電開關，當擋片遮住光電開關時，定位軸位于零位；以零位為基準，當電機在編碼器精確角度的控制下，分別轉動到90度、180度和270度三個位置時，定位軸上的彈性球頭正好停在支架內孔中其中一個V形凸臺的下滑斜面上，通過V形凸臺的下滑斜面和彈性球頭對定位軸施加與定位軸旋轉方向一致的力。
[0015]根據上述方法構建的本發明的一種光纖陀螺測斜儀定位裝置的結構示意圖如圖2和圖3所示，該裝置包括一端與電機12連接，另一端與光纖陀螺13連接的定位軸1，定位軸I上設有彈性球頭2，定位軸I外設有支架3，支架3的內孔中設有四個相隔90度的V形凸臺4。所述定位軸I上設有擋片5，定位軸I外面的支架3上設有光電開關6。定位軸I兩端經軸承7與支架3轉動連接。所述彈性球頭2包括設在定位軸徑向孔內的球頭8，球頭8底部設有彈簧9，球頭8上設有限位槽10，限位槽10內設有限位銷11。
實施例
[0016]本發明的方法如圖4所示，應用于光纖陀螺測斜儀中的轉位機構，轉位機構如圖4所示。電機12安裝在電機支架中，電機12通過聯軸器與本發明的定位裝置一端連接，定位裝置的另一端通過銷子與敏感支架上的光纖陀螺13連接構成完整的轉動系統。
[0017]轉位機構只有一個基本的功能就是高精度的定位,其核心部分是定位裝置，定位裝置結構見附圖2，定位裝置的工作原理如圖1和圖2所示:光電開關6與定位軸I上的擋片5配合共同確定基準零位(O度)。電機12在編碼器的控制下轉動給定的90度、180度和270度三個位置，等到三個位置轉動完成后繼續往相同方向轉動，回到零位。由于該轉位機構使用了多環的滑環，沒有導向絞線的顧慮，所以允許整個旋轉部件一直都往一個方向轉動。
[0018]當擋片5轉動到光電開關6的縫隙處時，光電開關6判斷擋片5位置，控制電機12轉動停止，停止時彈性球頭2的球頭8正好停止在支架3上V形凸臺4的的下滑斜面位置，當電機12在編碼器精確角度的控制下，分別轉動到90度、180度和270度三個位置時，彈性球頭2的球頭8也會正好停止在支架3的其余斜坡位置，電機12停止在斜坡位置上時消除了電機減速器的回轉間隙，提高了精度。
[0019]定位軸I的結構見圖3，在彈性球頭2的球頭8停止在斜坡上時，由于受到彈簧9作用在球頭8上的力，整個定位軸I會受到一個使其繼續運動的力，在這個力的作用下，電機12的減速器齒輪之間都是往運動方向受力，齒輪間在沒有往相反方向轉動的情況下是沒有間隙的，這樣就消除了回轉間隙，提高了精度。
【主權項】
1.一種提高光纖陀螺測斜儀轉位精度的方法，其特征在于:該方法通過定位軸的單向轉動以消除電機減速器中齒輪的回轉間隙，提高光纖陀螺測斜儀轉位精度；定位軸上設有彈性球頭，定位軸外設有支架，支架內孔中設有四個相差90度的V形凸臺；當電機減速器帶動定位軸停止轉動時，定位軸上的彈性球頭正好頂在支架內孔中V形凸臺的下滑斜面上，使定位軸停止轉動后仍受到一個與定位軸旋轉方向一致的力，以防止定位軸反向旋轉使電機減速器中的齒輪之間產生間隙。
2.權利要求1所述方法，其特征在于:所述定位軸上設有擋片，定位軸外面的支架上設有光電開關，當擋片遮住光電開關時，定位軸位于零位；以零位為基準，當電機在編碼器精確角度的控制下，分別轉動到90度、180度和270度三個位置時，定位軸上的彈性球頭正好停在支架內孔中其中一個V形凸臺的下滑斜面上，通過V形凸臺的下滑斜面和彈性球頭對定位軸施加與定位軸旋轉方向一致的力。
3.一種根據權利要求1或2所述方法構建的光纖陀螺測斜儀定位裝置，其特征在于:包括一端與電機(12)連接，另一端與光纖陀螺(13)連接的定位軸(I )，定位軸(I)上設有彈性球頭(2 )，定位軸(I)外設有支架(3 )，支架(3 )的內孔中設有四個相隔90度的V形凸臺(4)。
4.根據權利要求3所述定位裝置，其特征在于:所述定位軸(I)上設有擋片(5)，定位軸(I)外面的支架(3)上設有光電開關(6)。
5.根據權利要求3所述定位裝置，其特征在于:所述定位軸(I)兩端經軸承(7)與支架(3)轉動連接。
6.根據權利要求3所述定位裝置，其特征在于:所述彈性球頭(2)包括設在定位軸徑向孔內的球頭(8)，球頭(8)底部設有彈簧(9)，球頭(8)上設有限位槽(10)，限位槽(10)內設有限位銷(11)。
【專利摘要】本發明公開了一種提高光纖陀螺測斜儀轉位精度的方法及定位裝置,本發明通過定位軸的單向轉動以消除電機減速器中齒輪的回轉間隙，提高光纖陀螺測斜儀轉位精度；定位軸上設有彈性球頭，定位軸外設有支架，支架內孔中設有四個相差90度的V形凸臺；當電機減速器帶動定位軸停止轉動時，定位軸上的彈性球頭正好頂在支架內孔中V形凸臺的下滑斜面上，使定位軸停止轉動后仍受到一個與定位軸旋轉方向一致的力，以防止定位軸反向旋轉使電機減速器中的齒輪之間產生間隙。從而消除了電機減速器的回轉間隙，提高了精度。
【IPC分類】E21B47-022
【公開號】CN104712318
【申請號】CN201310680414
【發明人】趙宗琦, 龍先明
【申請人】貴州航天凱山石油儀器有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月13日