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液压传动的优点及石油测井仪的形态研究

发布时间:08-29  

液压传动相对机械传动有着无法比拟的优点:液压的能量传递方向很容易转换,并可远距离传递;液压传动的控制,调节比较简单,操作比较方便;采用高压液压传动容易获得很大的力或力矩;当负载变化时,液压传动比较平稳;传动精度比较高。在MDT地层动态测试仪中用数字信号控制无刷直流电机,使电机速度、功率实现高精度的无级调节。可以认为,液压传动将是今后有动力测井仪发展的主流。



液压平衡和非平衡设计DRS液压推靠器结构的另一特点是采用了液压平衡设计。所谓液压平衡设计就是在仪器中设置一个液压平衡装置,使仪器内部的液压和仪器外部的泥浆柱压相平衡。该装置一般是设置1个平衡活塞。活塞的一边和泥浆连通,另一边则通过液压油连通油箱。另一种较简单的平衡装置是采用了一段柔性的橡皮管,橡皮管内的液压油和油箱连通,橡皮管外直接接触泥浆。



在平衡结构设计中界面上的密封圈作用于推力杆上的摩擦阻力是不大的;但是在非平衡结构设计中,为了使推力杆内外端的压力平衡,在推力杆的外端一定要附加平衡结构,这样推力杆至少要受到2个承受绝对压差的密封圈的摩擦力作用。一般活塞杆滑动时受到密封圈的摩擦力和作用于密封圈两侧的压力差成正比。所以当测井仪器下井深度越大,摩擦阻力也越大,有可能使动力系统带不动推力杆的滑动。二平衡设计。电子线路单元,因其内部电子元器件是不可能浸泡在液压油中的,因此在测井仪中往往把电子线路单元和液压单元截然分开,这也是测井仪器结构特点之一。电子线路单元的外壳要承受绝对的外液压。



管线的内置式和外置式设计现代的数控测井都是一次带多种测井仪下井,组成所谓仪器串。因此仪器内必然要有多根导线贯穿,或供电,或操纵控制上下信息传输。对于采用液压传动的测井仪器必然要有液压油管线,其中一些是把来自泵的压力油输送到控制或执行的液压元件上去的进油管,另一些则是液压油由控制或执行元件流向油箱的回油管。对于有采集地层样品使命的仪器还要有采样管线。导线管要跨过所有的仪器分段,管径比较大,内壁要光顺,不允许有大的拐弯通道,允许和油管共用。在分段连接处通过接插件使两分段可以分离;油管由于其内部始终要保持着液压
油,所以在跨接分段时,在接口处需设置带单向阀的快速接头,以免分段分离时油液溢出;样品管线中流过的是地层样液,采样前,管内没有样液,没有压力,而一旦采样后,管内充满了高压的样液,即使到井上,也维持一定的高压。所以采样管线是独立的,不能和导线管及油管兼容。



在结构紧凑、径向尺度小的测井仪内要布置上述有特殊用途和要求的管线在设计上是非常棘手的间题。DRS液压推靠器无样品管线,导线在油管内穿过,油管在液压推靠器的平衡装置和动力系统的外部通过―这种布局可称为外置式管线。DRS的管线实际上是放在仪器的支架―长杆的内壁上。它受长杆的保护,油管不会和井壁接触。这种设计是因为老式的接插件直径大,几乎占据了整个仪器截面,管线无法在中间通过造成的,但它保持仪器内部结构的完整性。斯伦贝谢公司生产的较新的MDT动态地层测试仪采用内置式的管线布置,这是因为MDT采用了尺寸小得多的接插件,可以留出充裕的空间让管线通过。但是内置式管线结构将使测井仪内部的构件结构复杂化,平衡装置必须是中空的,动力系统须偏置于筒体的一侧,以便留出管线通过的足够空间。



推动支臂张开和收合的动力系统均装在液压组件筒体内,而该筒体悬挂于推靠器的杆体上,欲贴井壁的探头和支撑臂均和液压组件的下端相连。由于推靠力变化小,对微球或密度测量参数的影响小,从而提高了测量精度。在摆式结构中,支臂推动的只是液压组件和探头等一小部分构件,仪器串的杆体相对于井筒无须移动。因而探头的工作面和井壁的贴合比较紧密,运动平稳。所以测试曲线的质量要好一些。相反,伞式推靠结构其支臂系统支点直接和仪器杆体连接,所以探头和井壁贴合面的受力状况要受杆体运动的影响。

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