CN201155325Y - 一种用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体 - Google Patents

Abstract

一种用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，包括：外壳体、安装在所述外壳体内的旋转机构、驱动所述旋转机构的驱动机构，所述旋转机构包括：蓄冷体、与所述蓄冷体相连的光纤陀螺仪、安装在所述旋转机构内的X、Y、Z向加速度计和编码器，其特征在于：所述光纤陀螺仪包括：分别安装在所述光纤陀螺仪本体上的陀螺处理电路电路板、耦合器、探测器、轴向光纤传感器、径向光纤传感器、配重板和光源。本实用新型所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体所使用的光纤陀螺仪只使两个光纤传感器，不仅减小了旋转惯性体的体积，而且减小了光纤陀螺连续测斜仪的制造成本。每一部件的相连都采用过渡配合，既保证安装方便又确保了整个结构的同轴度。

Description

一种用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体

技术领域

本实用新型涉及一种光纤陀螺连续测斜仪，特别涉及一种用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体。

背景技术

陀螺测斜仪是套管井等有磁干扰油井井眼轨迹的主要测量工具。目前国内外使用的陀螺测斜仪主要采用机械陀螺作为角速度传感器测量井斜及方位角。由于机械式陀螺测斜仪由框架支承、高速旋转的陀螺电机、框架支承的悬垂以及电刷组件组成，使得这类测斜仪器存在着结构复杂、易损坏、抗震性差、寿命短、漂移大、精度差以及操作维修不方便的缺点。

光纤陀螺油井连续测斜仪中采用光纤陀螺采集角速度信息，采用加速度计采集相对惯性空间的比力信息。光纤陀螺测斜仪具有精度高、使用可靠、装配简单、应用范围广等特点。既可以用来进行裸眼井测量，也可以用于套管井的测量，其在老井复测的领域中有非常广泛的应用空间。光纤陀螺测斜仪采用了高品质石英挠性加速度计和高精度光纤陀螺仪。

用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体是光纤陀螺测斜仪的核心部件。现有的光纤陀螺测斜仪多数均采用三轴陀螺仪和三轴加速度计组成的惯性测量组合，使用三轴陀螺仪和三轴加速度计使光纤陀螺的体积变大，成本增加。现有的三轴光纤陀螺的光源及其驱动电路与光纤传感器及其处理电路都在同一腔体中，由于光纤陀螺的光源在工作过程中要产生一定的热量，特别是光源在温度较高的环境下功耗变大，使光源自身发热加剧，对光纤传感器造成一定影响。

实用新型内容：

本实用新型旨在克服上述现有技术中的缺点，提供一种用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体。

根据本实用新型提供的一种用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，包括：外壳体、安装在所述外壳体内的旋转机构、驱动所述旋转机构的驱动机构和支撑体。所述旋转机构包括：蓄冷体、与所述蓄冷体相连的光纤陀螺仪、安装在所述旋转机构内的X、Y、Z向加速度计、编码器和滑环。所述光纤陀螺仪包括：分别安装在所述光纤陀螺仪本体上的陀螺处理电路电路板、耦合器、探测器、轴向光纤传感器、径向光纤传感器、配重板和光源。

所述驱动机构包括电机、与所述电机连接的两级齿轮，所述两级齿轮与所述旋转机构的底端相连。

所述旋转机构还包括旋转体连接筒，所述旋转体连接筒将所述旋转机构各部件连接在一起。

在所述外壳体的外表面设置有走线槽和绑线槽。

所述走线槽为四条，且相互成90°。

所述滑环包括内滑环和外滑环，所述滑环的内滑环与旋转机构连接且可以和旋转机构一起转动，所述滑环的外滑环和支撑体连接。

所述内滑环和外滑环之间设置有电刷。

所述光纤陀螺仪还包括屏蔽筒，所述陀螺处理电路电路板、所述耦合器、所述探测器、所述轴向光纤传感器、所述径向光纤传感器和所述配重板安装在屏蔽筒内，所述光源安装在所述屏蔽筒外。

所述光源与所述蓄冷体相连。

根据本实用新型的一种用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体与现有技术相比具有如下优点：

1、本实用新型所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体所使用的光纤陀螺仪只使用轴向光纤传感器、径向光纤传感器两个光纤传感器，不仅减小了旋转惯性体的体积，而且减小了光纤陀螺连续测斜仪的制造成本。

2、本实用新型所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体的旋转体的齿轮采用两级减速结构在降低电机的旋转速度同时为了增加电机的输出扭矩，有利于轻松驱动旋转机构旋转。

3、本实用新型所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体每一部件的相连都采用过渡配合既保证安装方便又确保了整个结构的同轴度。

4、实用新型所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体把电机的走线设计成“外走线”，解决了因电机线而产生的部分缠绕的问题。

附图说明

图1是用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体结构示意图；

图2是用于光纤陀螺连续测斜仪的光纤陀螺结构示意图；

图3是用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体外壳体结构示意图。

具体实施方式：

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同的标号表示相同的元件。下面通过参考附图描述的实施例用于解释本实用新型，所述实施例是示例性的，而不能解释为对本实用新型的限制。

图1示出了用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体结构示意图。参见图1，根据本实用新型提供的一种用于光纤陀螺连续测斜仪的光纤陀螺，包括：外壳体10、安装在所述外壳体10内的旋转机构1、驱动所述旋转机构1的驱动机构2和支撑体8.所述旋转机构包括：蓄冷体3、与所述蓄冷体3相连的光纤陀螺仪4、安装在所述旋转机构内的X、Y、Z向加速度计51、52、53、编码器6和滑环7。需要说明的是本实用新型将光纤陀螺连续测斜仪的核心部分旋转惯性体设计成两段式结构，使整个光纤陀螺连续测斜仪的结构更加紧凑，空间利用更加合理。

图2示出了用于光纤陀螺连续测斜仪的光纤陀螺结构示意图，参见图2，所述光纤陀螺仪4包括：分别安装在所述光纤陀螺仪4本体上的陀螺处理电路电路板41、耦合器42、探测器43、轴向光纤传感器44、径向光纤传感器45、配重板46和光源47。本实用新型光纤陀螺仪仅使用轴向光纤传感器44、径向光纤传感器45两个传感器，与使用三个光纤传感器光纤陀螺仪或光纤陀螺组合相比，不但节省了空间、布局合理，而且降低了生产及维护成本。

参见图2，根据本实用新型的进一步实施例，所述驱动机构2包括电机21、与所述电机21连接的两级齿轮22，所述两级齿轮22与所述旋转机构1的底端相连。需要说明的是本实用新型的二级齿轮22采用的是两级减速结构。采用减速结构是为了降低电机21的旋转速度同时为了增加电机21的输出扭矩，有利于轻松驱动旋转机构1旋转，电机轴通过两级齿轮同旋转机构1底端连接在一起，以此实现驱动机构带动旋转机构一起旋转。

参见上述实施例，根据本实用新型的进一步实施例，所述旋转机构1还包括旋转体连接筒11，所述旋转体连接筒11将所述旋转机构1各部件连接在一起。更具体而言，旋转体连接筒11为旋转机构1各部件的支撑座，旋转机构1上下两端分别用滚动球轴承支承，各分部件下重上轻，有较好的转动稳定性，易于控制。安装在内部的结构件都设计成中心对称性，这样设计既减少负载扭距，同时也使结构有更好的同轴性，每一部件的相连都采用过渡配合，既保证安装方便又确保了整个结构的同轴度。

图3示出了用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体外壳体结构示意图。

参见图3，根据本实用新型的进一步实施例，在所述外壳体10的外表面上设置有走线槽23和绑线槽24。所述走线槽23为四条，且相互成90°。具体而言，旋转机构连接筒11为以上各部件的支撑座，因此对旋转体连接筒11的精度要求很高，同时仪器的电芯线走线问题也成为难点，电芯线将会因旋转体的旋转而发生缠绕。本实用新型把电机21的走线设计成“外走线”，将彻底甩掉因电机线而产生的部分缠绕问题，更进一步地，可以在外壳体的外表面纵向加工宽3mm深1.5mm相互成90°的四条走线槽23，在外表面横向间隔50mm处加工相应绑线槽24，导线绑扎后，用一般胶胶合，防松，防脱，而且走线时要求不露出外壳体的外表面，以利保温筒的装入。

根据本实用新型的进一步实施例，在所述旋转机构1上端安装有滑环7。所述滑环包括内滑环71和外滑环72，所述内滑环71与旋转机构1连接且可以和旋转机构1一起转动，所述外滑环72和支撑体8相连，支撑体再与外壳体10连接。所述内滑环71和所述外滑环72之间设置有电刷。具体而言，解决光纤传感器组合的电芯线缠绕问题更为复杂，由于内部电芯线较多，缠绕程度非常严重，因此本实用新型在结构设计上采用了滑环7来解决这一问题。内滑环71随着旋转机构1一起旋转，外滑环72和支撑体8相连，支撑体再与外壳体10连接内滑环导线和外滑环导线通过电刷相连，采用电刷来实现信号的传输.这样的设计不仅解决了旋转部分与不动体之间的绕线问题，省去很多控制环节，同时也对电路起到相应保护作用。旋转体最上端为光电编码器，其输入轴通过连接轴和旋转体转轴连接在一起，以实现***应用中的测角功能。

根据本实用新型的进一步实施例，所述光纤陀螺仪还包括屏蔽筒48，所述陀螺处理电路电路板41、所述耦合器42、所述探测器43、所述轴向光纤传感器44、所述径向光纤传感器45和所述配重板46安装在屏蔽筒内，所述光源47安装在所述屏蔽筒外。将所述光源47安装在所述屏蔽筒外可以避免光源47对光纤传感器的影响，所述光源47与所述蓄冷体3相连可以使光源有合适的工作温度，从而使光源47的工作状态稳定。

Claims (9)

1、一种用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，包括：外壳体(10)、安装在所述外壳体(10)内的旋转机构(1)、驱动所述旋转机构(1)的驱动机构(2)和支撑体(8)，所述旋转机构包括：蓄冷体(3)、与所述蓄冷体(3)相连的光纤陀螺仪(4)、安装在所述旋转机构内的X、Y、Z向加速度计(51)(52)(53)、编码器(6)和滑环(7)，其特征在于：所述光纤陀螺仪(4)包括：分别安装在所述光纤陀螺仪(4)本体上的陀螺处理电路电路板(41)、耦合器(42)、探测器(43)、轴向光纤传感器(44)、径向光纤传感器(45)、配重板(46)和光源(47)。

2、根据权利要求1所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，其特征在于：所述驱动机构(2)包括电机(21)、与所述电机(21)连接的两级齿轮(22)，所述两级齿轮(22)与所述旋转机构(1)的底端相连。

3、根据权利要求1所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，其特征在于：所述旋转机构(1)还包括旋转体连接筒(11)，所述旋转体连接筒(11)将所述旋转机构(1)各部件连接在一起。

4、根据权利要求1或3所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，其特征在于：在所述外壳体(10)的外表面设置有走线槽(23)和绑线槽(24)。

5、根据权利要求4所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，其特征在于：所述走线槽(23)为四条，且相互成90°。

6、根据权利要求1或3所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，其特征在于：所述滑环(7)包括内滑环(71)和外滑环(72)，所述内滑环(71)与旋转机构(1)连接且可以和旋转机构(1)一起转动，所述外滑环(72)与支撑体(8)连接。

7、根据权利要求6所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，其特征在于：所述内滑环(71)和所述外滑环(72)之间设置有电刷。

8、根据权利要求1所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，其特征在于：所述光纤陀螺仪还包括屏蔽筒(48)，所述陀螺处理电路电路板(41)、所述耦合器(42)、所述探测器(43)、所述轴向光纤传感器(44)、所述径向光纤传感器(45)和所述配重板(46)安装在屏蔽筒内，所述光源(47)安装在所述屏蔽筒外。

9、根据权利要求8所述的用于光纤陀螺连续测斜仪的旋转惯性体，其特征在于：所述光源(47)与所述蓄冷体(3)相连。

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