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小口径电磁流量综合 测井仪

阅读：317发布：2022-01-12

专利汇可以提供小口径电磁流量综合测井仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种小口径电磁流量综合测井仪，包括井下电磁流量测井仪和地面测控系统，井下电磁流量测井仪包括依次从下到上设置的下扶正器、电磁流量计、井径测量仪、压力及温度测量装置、数据处理装置和电缆接头，地面测控系统包括电缆绞车、井下仪器信号处理电路、与井下仪器信号处理电路相接的地面处理器模块和与地面处理器模块相接的工业控制计算机，电缆绞车上安装有光电编码器，光电编码器与地面处理器模块相接。本实用新型结构紧凑，设计合理，操作简便，可靠性好，测量精度高，使用效果好，便于推广使用。，下面是小口径电磁流量综合测井仪专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：包括设置在井下的井下电磁流量测井仪和设置在地面上且通过通信电缆与井下电磁流量测井仪连接并通信的地面测控系统，所述井下电磁流量测井仪包括依次从下到上设置的下扶正器（1）、电磁流量计（2）、井径测量仪（3）、压力及温度测量装置（4）、数据处理装置（5）和电缆接头（6），所述地面测控系统包括用于连接通信电缆的电缆绞车、用于采集数据处理装置（5）处理得到的井下仪器信号的井下仪器信号处理电路（7）、与井下仪器信号处理电路（7）相接的地面处理器模块（8）和与地面处理器模块（8）相接的工业控制计算机（9），所述电缆绞车上安装有用于对井下电磁流量测井仪的速度进行检测的光电编码器（10），所述光电编码器（10）与所述地面处理器模块（8）相接；
所述下扶正器（1）包括扶正杆（1-1）、连接在所述扶正杆（1-1）底端的导向头（1-2）和设置在所述扶正杆（1-1）中间位置处且相配合构成了直径能够随井径变化的弹性腰鼓形状的多个扶正弹簧片（1-3），所述扶正杆（1-1）上对称设置有两个能够在扶正杆（1-1）上滑动的扶正机构和两个分别用于对两个扶正机构在扶正杆（1-1）上的滑动位置进行限位的挡套（1-4），所述扶正弹簧片（1-3）的两端分别与两个所述扶正机构铰接；所述电磁流量计（2）的底端与所述扶正杆（1-1）的顶端螺纹连接；
所述井径测量仪（3）包括井径测量仪护管（3-1）和套装在所述井径测量仪护管（3-1）内部的内管（3-2），以及井径测量机构、用于推动所述井径测量机构贴靠井壁的推靠机构和用于驱动所述推靠机构的动力机构，所述动力机构包括电机（3-3）、与电机（3-3）输出轴相接的减速机（3-4）、与减速机（3-4）输出轴相接的丝杠（3-5）和螺纹连接在所述丝杠（3-5）上的丝杠螺母（3-6），所述内管（3-2）的内壁上固定连接有用于对丝杠螺母（3-6）在丝杠（3-5）上运动到下端极限位置进行检测的下行程开关（3-7）和用于对丝杠螺母（3-6）运动到上端极限位置进行检测的上行程开关（3-8），所述丝杠螺母（3-6）上固定连接有触杆（3-9），所述触杆（3-9）上固定连接有与所述上行程开关（3-8）和下行程开关（3-7）相配合的触头（3-10），所述内管（3-2）的顶端固定连接有用于安装所述减速机（3-4）和电机（3-3）的电机座（3-11），所述内管（3-2）的内壁上安装有轴承座（3-12），所述轴承座（3-12）内安装有用于支撑所述丝杠（3-5）的轴承（3-13）；所述推靠机构包括套装在所述内管（3-2）内部的推靠弹簧座（3-14），所述推靠弹簧座（3-14）的顶部固定连接有多根伸到所述丝杠螺母（3-6）旁侧且能够顶在所述触杆（3-9）上的推靠弹簧（3-15），所述推靠弹簧座（3-14）的底部固定连接有连接轴（3-16）；所述井径测量机构包括与所述内管（3-2）底端螺纹连接的井径测量臂接头（3-17）、均匀铰接在所述井径测量臂接头（3-17）上的多根井径测量臂（3-18）和固定连接在内管（3-2）上且用于对推靠弹簧座（3-14）的直线位移量进行检测的直线位移传感器（3-19），每根所述井径测量臂（3-18）上均安装有齿轮（3-20），所述连接轴（3-16）的底部螺纹连接有齿条安装座（3-21），所述齿条安装座（3-21）上安装有多根分别对应与多个所述齿轮（3-20）相配合的齿条（3-22）；
所述压力及温度测量装置（4）包括柱状的中间接头（4-1），所述中间接头（4-1）内部设置有柱状的空腔（4-2），所述中间接头（4-1）上设置有供水流入空腔（4-2）或流出空腔（4-2）的进出水口（4-3），所述空腔（4-2）内部两端分别设置有温度传感器（4-4）和压力传感器（4-5）；所述中间接头（4-1）的底端与所述井径测量仪护管（3-1）螺纹连接；所述数据处理装置（5）包括数据处理装置护管（5-1）以及设置在数据处理装置护管（5-1）内部的数据处理电路板（5-2）和用于安装数据处理电路板（5-2）的花篮（5-3），所述数据处理装置护管（5-1）的底端与所述中间接头（4-1）螺纹连接，所述数据处理电路板（5-2）上布设有信号采集电路模块（5-4）和与信号采集电路模块（5-4）相接的井下处理器模块（5-5），以及与井下处理器模块（5-5）相接的电机驱动电路模块（5-6）和脉冲驱动电路模块（5-7），所述电磁流量计（2）、直线位移传感器（3-19）、温度传感器（4-4）和压力传感器（4-5）均与所述信号采集电路模块（5-4）相接，所述上行程开关（3-8）和下行程开关（3-7）均与所述井下处理器模块（5-5）相接，所述电机（3-3）与所述电机驱动电路模块（5-6）相接，所述通信电缆通过电缆接头（6）与所述脉冲驱动电路模块（5-7）相接。
2.按照权利要求1所述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述扶正机构包括套装在所述扶正杆（1-1）上的内弹簧座（1-5）和与所述内弹簧座（1-5）螺纹连接的外弹簧座（1-6），所述外弹簧座（1-6）与内弹簧座（1-5）相配合形成了多个铰接孔（1-7），多个所述扶正弹簧片（1-3）的一端分别对应与其中一个所述扶正机构上的多个铰接孔（1-7）铰接，多个所述扶正弹簧片（1-3）的另一端分别对应与另一个所述扶正机构上的多个铰接孔（1-7）铰接。
3.按照权利要求2所述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述扶正弹簧片（1-3）为弓形弹簧片，所述扶正弹簧片（1-3）的数量为三个，相应每个所述扶正机构上的铰接孔（1-7）的数量为三个。
4.按照权利要求1所述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述齿轮（3-20）为半圆形，所述井径测量臂（3-18）的数量为三根，相应所述齿轮（3-20）的数量为三个，相应所述齿条（3-22）的数量为三根。
5.按照权利要求1所述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述内管（3-2）上开有导向槽（3-23），所述丝杠螺母（3-6）上固定连接有与导向槽（3-23）相配合的导向滑键（3-24），所述齿条安装座（3-21）的底端连接有套管（11），所述套管（11）上固定连接有电磁流量计接头（12），所述电磁流量计（2）的顶端与所述电磁流量计接头（12）螺纹连接。
6.按照权利要求1所述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述数据处理电路板（5-2）与所述花篮（5-3）之间设置有绝缘垫块（5-8）。
7.按照权利要求1所述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述井下处理器模块（5-5）主要由单片机MSP430F157构成，所述信号采集电路模块（5-4）由依次相接的放大电路模块（5-41）、滤波整形电路模块（5-42）和A/D转换电路模块（5-43）构成，所述A/D转换电路模块（5-43）集成在所述单片机MSP430F157内部；所述温度传感器（4-4）为PN结温度传感器（4-4），所述压力传感器（4-5）为压阻式压力传感器（4-5）。
8.按照权利要求1所述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述脉冲驱动电路模块（5-7）包括芯片LM324，极性电容C11，电阻R1、R7、R13、R17、R18和R19，以及二极管D6和D8，所述芯片LM324的第三引脚通过电阻R19与井下处理器模块（5-5）的输出端IO1相接，所述芯片LM324的第二引脚通过电阻R18与井下处理器模块（5-5）的输出端IO2相接，所述芯片LM324的第一引脚、第五引脚、第十引脚和第十二引脚均通过电阻R17与芯片LM324的第二引脚相接，所述芯片LM324的第六引脚和第七引脚均通过电阻R13与极性电容C11的正极相接，所述芯片LM324的第八引脚和第九引脚均通过电阻R7与极性电容C11的正极相接，所述芯片LM324的第十三引脚和第十四引脚均通过电阻R1与极性电容C11的正极相接，所述极性电容C1的正极与二极管D6的正极和二极管D8的负极相接，所述芯片LM324的第四引脚和二极管D6的负极均与+10V电源相接，所述芯片LM324的第十一引脚和二极管D8的正极均与-10V电源相接，所述极性电容C11的负极为所述脉冲驱动电路模块（5-7）的输出端OUT。
9.按照权利要求1所述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述电缆接头（6）包括螺纹连接在所述数据处理装置护管（5-1）顶端的圆管状圆接头（6-1）和套装在所述圆接头（6-1）内部的索套（6-2），所述圆接头（6-1）的顶端设置有外螺纹（6-3），所述索套（6-2）的底端螺纹连接有用于将圆接头（6-1）内部空间与数据处理装置护管（5-1）分隔开的密封座（6-4），所述密封座（6-4）上螺纹连接有高压插头（6-5），所述花篮（5-3）与密封座（6-4）固定连接，所述索套（6-2）内设置有插头座螺母（6-6），所述插头座螺母（6-6）上螺纹连接有插头座（6-7），所述插头座（6-7）上安装有航空插头（6-8），所述插头座（6-7）与所述索套（6-2）之间设置有缓冲弹簧（6-9）；所述脉冲驱动电路模块（5-7）的输出端与所述高压插头（6-5）电连接，所述高压插头（6-5）与所述航空插头（6-8）电连接，所述航空插头（6-8）与所述通信电缆电连接。
10.按照权利要求1所述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述井下仪器信号处理电路（7）由依次相接的放大整形电路模块（7-1）和串并转换电路模块（7-2）构成，所述地面处理器模块（8）主要由单片机MSP430F1611构成。

说明书全文

小口径电磁流量综合测井仪

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种测井仪，尤其是涉及一种小口径电磁流量综合测井仪。背景技术

[0002] 现有技术中流量测井多采用了涡轮流量计，涡轮流量计的传感器由装在枢轴上的叶片组成，枢轴上装有磁键或不透光键，轴承一般采用非常耐磨的工业蓝宝石。由于涡轮的叶片具有一定倾角，当流体流过叶片时会产生一个转动力矩，使得涡轮转动，由于特殊的机械结构，使得涡轮流量计必须有一定的启动流速才能使叶片转动，而无法测量较小流量；而且，涡轮流量计容易受到井内杂物及钻井过程中产生的岩石颗粒的影响，导致测量误差增大。另外，当测井仪不能够做到严格居中时，测井资料解释结果误差将极大；流量测井的解释要参考井径及其它水文测井曲线综合解释，才能得出正确的结果；在不知道流动温度梯度的情况下，就不能很好地了解各井段及全井段的含水量的相对大小；而现有技术中，这些问题都没有得到很好的解决。实用新型内容

[0003] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种小口径电磁流量综合测井仪，其结构紧凑，设计合理，操作简便，可靠性好，测量精度高，使用效果好，便于推广使用。

[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：包括设置在井下的井下电磁流量测井仪和设置在地面上且通过通信电缆与井下电磁流量测井仪连接并通信的地面测控系统，所述井下电磁流量测井仪包括依次从下到上设置的下扶正器、电磁流量计、井径测量仪、压力及温度测量装置、数据处理装置和电缆接头，所述地面测控系统包括用于连接通信电缆的电缆绞车、用于采集数据处理装置处理得到的井下仪器信号的井下仪器信号处理电路、与井下仪器信号处理电路相接的地面处理器模块和与地面处理器模块相接的工业控制计算机，所述电缆绞车上安装有用于对井下电磁流量测井仪的速度进行检测的光电编码器，所述光电编码器与所述地面处理器模块相接；

[0005] 所述下扶正器包括扶正杆、连接在所述扶正杆底端的导向头和设置在所述扶正杆中间位置处且相配合构成了直径能够随井径变化的弹性腰鼓形状的多个扶正弹簧片，所述扶正杆上对称设置有两个能够在扶正杆上滑动的扶正机构和两个分别用于对两个扶正机构在扶正杆上的滑动位置进行限位的挡套，所述扶正弹簧片的两端分别与两个所述扶正机构铰接；所述电磁流量计的底端与所述扶正杆的顶端螺纹连接；

[0006] 所述井径测量仪包括井径测量仪护管和套装在所述井径测量仪护管内部的内管，以及井径测量机构、用于推动所述井径测量机构贴靠井壁的推靠机构和用于驱动所述推靠机构的动力机构，所述动力机构包括电机、与电机输出轴相接的减速机、与减速机输出轴相接的丝杠和螺纹连接在所述丝杠上的丝杠螺母，所述内管的内壁上固定连接有用于对丝杠螺母在丝杠上运动到下端极限位置进行检测的下行程开关和用于对丝杠螺母运动到上端极限位置进行检测的上行程开关，所述丝杠螺母上固定连接有触杆，所述触杆上固定连接有与所述上行程开关和下行程开关相配合的触头，所述内管的顶端固定连接有用于安装所述减速机和电机的电机座，所述内管的内壁上安装有轴承座，所述轴承座内安装有用于支撑所述丝杠的轴承；所述推靠机构包括套装在所述内管内部的推靠弹簧座，所述推靠弹簧座的顶部固定连接有多根伸到所述丝杠螺母旁侧且能够顶在所述触杆上的推靠弹簧，所述推靠弹簧座的底部固定连接有连接轴；所述井径测量机构包括与所述内管底端螺纹连接的井径测量臂接头、均匀铰接在所述井径测量臂接头上的多根井径测量臂和固定连接在内管上且用于对推靠弹簧座的直线位移量进行检测的直线位移传感器，每根所述井径测量臂上均安装有齿轮，所述连接轴的底部螺纹连接有齿条安装座，所述齿条安装座上安装有多根分别对应与多个所述齿轮相配合的齿条；

[0007] 所述压力及温度测量装置包括柱状的中间接头，所述中间接头内部设置有柱状的空腔，所述中间接头上设置有供水流入空腔或流出空腔的进出水口，所述空腔内部两端分别设置有温度传感器和压力传感器；所述中间接头的底端与所述井径测量仪护管螺纹连接；

[0008] 所述数据处理装置包括数据处理装置护管以及设置在数据处理装置护管内部的数据处理电路板和用于安装数据处理电路板的花篮，所述数据处理装置护管的底端与所述中间接头螺纹连接，所述数据处理电路板上布设有信号采集电路模块和与信号采集电路模块相接的井下处理器模块，以及与井下处理器模块相接的电机驱动电路模块和脉冲驱动电路模块，所述电磁流量计、直线位移传感器、温度传感器和压力传感器均与所述信号采集电路模块相接，所述上行程开关和下行程开关均与井下处理器模块相接，所述电机与所述电机驱动电路模块相接，所述通信电缆通过电缆接头与所述脉冲驱动电路模块相接。 [0009] 上述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述扶正机构包括套装在所述扶正杆上的内弹簧座和与所述内弹簧座螺纹连接的外弹簧座，所述外弹簧座与内弹簧座相配合形成了多个铰接孔，多个所述扶正弹簧片的一端分别对应与其中一个所述扶正机构上的多个铰接孔铰接，多个所述扶正弹簧片的另一端分别对应与另一个所述扶正机构上的多个铰接孔铰接。

[0010] 上述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述扶正弹簧片为弓形弹簧片，所述扶正弹簧片的数量为三个，相应每个所述扶正机构上的铰接孔的数量为三个。 [0011] 上述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述齿轮为半圆形，所述井径测量臂的数量为三根，相应所述齿轮的数量为三个，相应所述齿条的数量为三根。 [0012] 上述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述内管上开有导向槽，所述丝杠螺母上固定连接有与导向槽相配合的导向滑键，所述齿条安装座的底端连接有套管，所述套管上固定连接有电磁流量计接头，所述电磁流量计的顶端与所述电磁流量计接头螺纹连接。

[0013] 上述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述数据处理电路板与所述花篮之间设置有绝缘垫块。

[0014] 上述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述井下处理器模块主要由单片机MSP430F157构成，所述信号采集电路模块由依次相接的放大电路模块、滤波整形电路模块和A/D转换电路模块构成，所述A/D转换电路模块集成在所述单片机MSP430F157内部；所述温度传感器为PN结温度传感器，所述压力传感器为压阻式压力传感器。 [0015] 上述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述脉冲驱动电路模块包括芯片LM324，极性电容C11，电阻R1、R7、R13、R17、R18和R19，以及二极管D6和D8，所述芯片LM324的第三引脚通过电阻R19与井下处理器模块的输出端IO1相接，所述芯片LM324的第二引脚通过电阻R18与井下处理器模块的输出端IO2相接，所述芯片LM324的第一引脚、第五引脚、第十引脚和第十二引脚均通过电阻R17与芯片LM324的第二引脚相接，所述芯片LM324的第六引脚和第七引脚均通过电阻R13与极性电容C11的正极相接，所述芯片LM324的第八引脚和第九引脚均通过电阻R7与极性电容C11的正极相接，所述芯片LM324的第十三引脚和第十四引脚均通过电阻R1与极性电容C11的正极相接，所述极性电容C1的正极与二极管D6的正极和二极管D8的负极相接，所述芯片LM324的第四引脚和二极管D6的负极均与+10V电源相接，所述芯片LM324的第十一引脚和二极管D8的正极均与-10V电源相接，所述极性电容C11的负极为所述脉冲驱动电路模块的输出端OUT。

[0016] 上述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述电缆接头包括螺纹连接在所述数据处理装置护管顶端的圆管状圆接头和套装在所述圆接头内部的索套，所述圆接头的顶端设置有外螺纹，所述索套的底端螺纹连接有用于将圆接头内部空间与数据处理装置护管分隔开的密封座，所述密封座上螺纹连接有高压插头，所述花篮与密封座固定连接，所述索套内设置有插头座螺母，所述插头座螺母上螺纹连接有插头座，所述插头座上安装有航空插头，所述插头座与所述索套之间设置有缓冲弹簧；所述脉冲驱动电路模块的输出端与所述高压插头电连接，所述高压插头与所述航空插头电连接，所述航空插头与所述通信电缆电连接。

[0017] 上述的小口径电磁流量综合测井仪，其特征在于：所述井下仪器信号处理电路由依次相接的放大整形电路模块和串并转换电路模块构成，所述地面处理器模块主要由单片机MSP430F1611构成。

[0018] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

[0019] 1、本实用新型结构紧凑，设计合理，实现方便。

[0020] 2、本实用新型数据处理装置采用了集成电路模块的方法，提高了电路的稳定性和可靠性，节省了成本，而且具有功耗低、零点稳定、精确度高的优点。

[0021] 3、本实用新型采用了电磁流量计，抗干扰能力强，测量可靠，精度高，能够有效减小井液中沙粒及地层的干扰，使流量测量数据更加稳定。

[0022] 4、本实用新型井径测量仪既能测得井径数据，又能起到扶正器的作用，再配合下扶正器，能够使测井仪很好地居中。

[0023] 5、本实用新型优化了下扶正器的结构，能够使仪器上下自如，保证仪器相对居中，进行连续测量。

[0024] 6、本实用新型是一套先进的高精度、大量程的电磁流量测井仪，克服了传统涡轮流量计受井液浑浊度、井液悬浮物、井液杂质影响，测量误差较大、涡轮转动不正常、易腐蚀等缺点，能够满足水文钻孔流量测井的要求。

[0025] 7、本实用新型无机械活动部件，启动流速小以及不卡砂等特点，不受井内杂物影响，具有操作简便、可靠性好、测量精度高的特点。

[0026] 8、本实用新型基本克服了传统涡轮流量测井仪的诸多影响因素，将有效解决流量测井对钻孔岩层剖面不同深度不同层段上流量的变化，划分含水层的厚度、深度、层数及分层流量、渗透系数和影响半径等水文地质参数的计算问题。

[0027] 综上所述，本实用新型结构紧凑，设计合理，操作简便，可靠性好，测量精度高，使用效果好，便于推广使用。

[0028] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。附图说明

[0029] 图1为本实用新型的结构示意图。

[0030] 图2为本实用新型下扶正器的结构示意图。

[0031] 图3为本实用新型电磁流量计的结构示意图。

[0032] 图4为本实用新型电磁流量计接头的结构示意图。

[0033] 图5为本实用新型井径测量机构和推靠机构的结构示意图。

[0034] 图6为本实用新型动力机构的结构示意图。

[0035] 图7为本实用新型压力及温度测量装置的结构示意图。

[0036] 图8为本实用新型数据处理装置的结构示意图。

[0037] 图9为本实用新型井下电磁流量测井仪与地面测控系统的电路连接框图。 [0038] 图10为本实用新型脉冲驱动电路模块的电路原理图。

[0039] 图11为本实用新型电缆接头的结构示意图。

[0040] 附图标记说明:

[0041] 1—下扶正器； 1-1—扶正杆； 1-2—导向头； [0042] 1-3—扶正弹簧片； 1-4—挡套； 1-5—内弹簧座； [0043] 1-6—外弹簧座； 1-7—铰接孔； 2—电磁流量计； [0044] 3—井径测量仪； 3-1—井径测量仪护管； 3-2—内管； [0045] 3-3—电机； 3-4—减速机； 3-5—丝杠； [0046] 3-6—丝杠螺母； 3-7—下行程开关； 3-8—上行程开关； [0047] 3-9—触杆； 3-10—触头； 3-11—电机座； [0048] 3-12—轴承座； 3-13—轴承； 3-14—推靠弹簧座； [0049] 3-15—推靠弹簧； 3-16—连接轴；

[0050] 3-17—井径测量臂接头； 3-18—井径测量臂； [0051] 3-19—直线位移传感器； 3-20—齿轮； [0052] 3-21—齿条安装座； 3-22—齿条； 3-23—导向槽； [0053] 3-24—导向滑键； 3-25—联轴器； 4—温度测量装置； [0054] 4-1—中间接头； 4-2—空腔； 4-3—进出水口； [0055] 4-4—温度传感器； 4-5—压力传感器； 5—数据处理装置； [0056] 5-1—数据处理装置护管； 5-2—数据处理电路板；

[0057] 5-3—花篮； 5-4—信号采集电路模块； [0058] 5-41—放大电路模块； 5-42—滤波整形电路模块； [0059] 5-43—A/D转换电路模块； 5-5—井下处理器模块；

[0060] 5-6—电机驱动电路模块； 5-7—脉冲驱动电路模块； [0061] 5-8—绝缘垫块； 6—电缆接头； 6-1—圆接头； [0062] 6-2—索套； 6-3—外螺纹； 6-4—密封座； [0063] 6-5—高压插头； 6-6—插头座螺母； 6-7—插头座； [0064] 6-8—航空插头； 6-9—缓冲弹簧；

[0065] 7—井下仪器信号处理电路； 7-1—放大整形电路模块； [0066] 7-2—串并转换电路模块； 8—地面处理器模块；

[0067] 9—工业控制计算机； 10—光电编码器； 11—套管； [0068] 12—电磁流量计接头。

具体实施方式

[0069] 如图1和图9所示，本实用新型包括设置在井下的井下电磁流量测井仪和设置在地面上且通过通信电缆与井下电磁流量测井仪连接并通信的地面测控系统，所述井下电磁流量测井仪包括依次从下到上设置的下扶正器1、电磁流量计2、井径测量仪3、压力及温度测量装置4、数据处理装置5和电缆接头6，所述地面测控系统包括用于连接通信电缆的电缆绞车、用于采集数据处理装置5处理得到的井下仪器信号的井下仪器信号处理电路7、与井下仪器信号处理电路7相接的地面处理器模块8和与地面处理器模块8相接的工业控制计算机9，所述电缆绞车上安装有用于对井下电磁流量测井仪的速度进行检测的光电编码器10，所述光电编码器10与所述地面处理器模块8相接；

[0070] 如图2所示，所述下扶正器1包括扶正杆1-1、连接在所述扶正杆1-1底端的导向头1-2和设置在所述扶正杆1-1中间位置处且相配合构成了直径能够随井径变化的弹性腰鼓形状的多个扶正弹簧片1-3，所述扶正杆1-1上对称设置有两个能够在扶正杆1-1上滑动的扶正机构和两个分别用于对两个扶正机构在扶正杆1-1上的滑动位置进行限位的挡套1-4，所述扶正弹簧片1-3的两端分别与两个所述扶正机构铰接；所述电磁流量计2的底端与所述扶正杆1-1的顶端螺纹连接；导向头1-2的设置，能够使得井液流过该测井仪时速度稳定，减少外界干扰，使测量数据稳定；

[0071] 如图5和图6所示，所述井径测量仪3包括井径测量仪护管3-1和套装在所述井径测量仪护管3-1内部的内管3-2，以及井径测量机构、用于推动所述井径测量机构贴靠井壁的推靠机构和用于驱动所述推靠机构的动力机构，所述动力机构包括电机3-3、与电机3-3输出轴相接的减速机3-4、与减速机3-4输出轴相接的丝杠3-5和螺纹连接在所述丝杠3-5上的丝杠螺母3-6，所述内管3-2的内壁上固定连接有用于对丝杠螺母3-6在丝杠3-5上运动到下端极限位置进行检测的下行程开关3-7和用于对丝杠螺母3-6运动到上端极限位置进行检测的上行程开关3-8，所述丝杠螺母3-6上固定连接有触杆3-9，所述触杆3-9上固定连接有与所述上行程开关3-8和下行程开关3-7相配合的触头3-10，所述内管3-2的顶端固定连接有用于安装所述减速机3-4和电机3-3的电机座3-11，所述内管3-2的内壁上安装有轴承座3-12，所述轴承座3-12内安装有用于支撑所述丝杠3-5的轴承3-13；所述推靠机构包括套装在所述内管3-2内部的推靠弹簧座3-14，所述推靠弹簧座3-14的顶部固定连接有多根伸到所述丝杠螺母3-6旁侧且能够顶在所述触杆3-9上的推靠弹簧3-15，所述推靠弹簧座3-14的底部固定连接有连接轴3-16；所述井径测量机构包括与所述内管3-2底端螺纹连接的井径测量臂接头3-17、均匀铰接在所述井径测量臂接头3-17上的多根井径测量臂3-18和固定连接在内管3-2上且用于对推靠弹簧座3-14的直线位移量进行检测的直线位移传感器3-19，每根所述井径测量臂3-18上均安装有齿轮3-20，所述连接轴3-16的底部螺纹连接有齿条安装座3-21，所述齿条安装座3-21上安装有多根分别对应与多个所述齿轮3-20相配合的齿条3-22；井径测量仪3不仅具有井径测量功能，还具有上扶正功能，与下扶正器1相配合，能够使测井仪很好地居中；

[0072] 如图7所示，所述压力及温度测量装置4包括柱状的中间接头4-1，所述中间接头4-1内部设置有柱状的空腔4-2，所述中间接头4-1上设置有供水流入空腔4-2或流出空腔
4-2的进出水口4-3，所述空腔4-2内部两端分别设置有温度传感器4-4和压力传感器4-5；
所述中间接头4-1的底端与所述井径测量仪护管3-1螺纹连接；

[0073] 如图8和图9所示，所述数据处理装置5包括数据处理装置护管5-1以及设置在数据处理装置护管5-1内部的数据处理电路板5-2和用于安装数据处理电路板5-2的花篮5-3，所述数据处理装置护管5-1的底端与所述中间接头4-1螺纹连接，所述数据处理电路板5-2上布设有信号采集电路模块5-4和与信号采集电路模块5-4相接的井下处理器模块
5-5，以及与所述井下处理器模块5-5相接的电机驱动电路模块5-6和脉冲驱动电路模块
5-7，所述电磁流量计2、直线位移传感器3-19、温度传感器4-4和压力传感器4-5均与所述信号采集电路模块5-4相接，所述上行程开关3-8和下行程开关3-7均与所述井下处理器模块5-5相接，所述电机3-3与所述电机驱动电路模块5-6相接，所述通信电缆通过电缆接头6与所述脉冲驱动电路模块5-7相接。数据处理装置护管5-1起到了防水耐压的作用。
数据处理电路板5-2上电路结构紧凑，功能完善，能够满足数据处理装置护管5-1内空间窄小的需求，且能够同时对电磁流量计2和井径测量仪3中直线位移传感器3-19以及压力及温度测量装置4中温度传感器4-4和压力传感器4-5检测到的数据进行采集和分析处理，信号采集电路模块5-4对电磁流量计2、直线位移传感器3-19、温度传感器4-4和压力传感器4-5输出的信号进行放大、滤波整形和A/D转换处理后输出给井下处理器模块5-5，井下处理器模块5-5对其接收到的信号进行分析处理，并在精确的时序控制下进行编码后通过脉冲驱动电路模块5-7传输到通信电缆上，再通过通信电缆传输给地面测控系统。 [0074] 如图2所示，本实施例中，所述扶正机构包括套装在所述扶正杆1-1上的内弹簧座
1-5和与所述内弹簧座1-5螺纹连接的外弹簧座1-6，所述外弹簧座1-6与内弹簧座1-5相配合形成了多个铰接孔1-7，多个所述扶正弹簧片1-3的一端分别对应与其中一个所述扶正机构上的多个铰接孔1-7铰接，多个所述扶正弹簧片1-3的另一端分别对应与另一个所述扶正机构上的多个铰接孔1-7铰接。所述扶正弹簧片1-3为弓形弹簧片，所述扶正弹簧片1-3的数量为三个，相应每个所述扶正机构上的铰接孔1-7的数量为三个。具体实施时，所述挡套1-4通过螺栓固定在扶正杆1-1上，使用时，内弹簧座1-5和外弹簧座1-6整体能够在扶正杆1-1上自由滑动，且挡套1-4能够对内弹簧座1-5和外弹簧座1-6整体在扶正杆1-1上的滑动进行限位。下井测量时，在井管作用下，三个扶正弹簧片1-3收缩，两个挡套1-4外移，由于三个扶正弹簧片1-3的收缩量一致性，使整个综合测井仪能够很好的对中，从而起到下扶正的作用。

[0075] 如图3所示，具体实施时，所述电磁流量计2采用了外购的两端均具有外螺纹的电磁流量计，自带进水口和出水口，测量时，水从进水口进入，穿过流量计内部从出水口流出，流量计中的水流速度随水量的大小变化，电磁流量计内部电路测量出水流速度经计算即可得出水的流量值。

[0076] 如图5所示，本实施例中，所述齿轮3-20为半圆形，所述井径测量臂3-18的数量为三根，相应所述齿轮3-20的数量为三个，相应所述齿条3-22的数量为三根。如图6所示，本实施例中，所述内管3-2上开有导向槽3-23，所述丝杠螺母3-6上固定连接有与导向槽3-23相配合的导向滑键3-24，用于对丝杠螺母3-6进行导向；如图1和图4所示，本实施例中，所述齿条安装座3-21的底端连接有套管11，所述套管11上固定连接有电磁流量计接头12，所述电磁流量计2的顶端与所述电磁流量计接头12螺纹连接。具体实施时，丝杠3-5通过联轴器3-25与减速机3-4输出轴相接，多根井径测量臂3-18均通过销轴铰接在所述井径测量臂接头3-17上，推靠弹簧座3-14与连接轴3-16通过键固定连接，直线位移传感器3-19采用了外购的直线位移传感器。使用时，通电后电机3-3转动，减速机3-4使扭矩增大，经联轴器3-25带动丝杆3-5转动，丝杠3-5将旋转运动变为丝杠螺母3-6的直线运动，丝杠螺母3-6推动推靠弹簧3-15带动推靠弹簧座3-14运动，推靠弹簧座3-14通过连接轴3-16带动齿条安装座3-21和齿条3-22一起运动，三根齿条3-22分别对应三个齿轮3-20，当齿条3-22直线运动时，三根井径测量臂3-18各自绕销轴张开或闭合，由于三根井径测量臂3-18由同一根丝杠3-5带动，所以三根井径测量臂3-18的张角和开合大小一致，可起到对中扶正作用，起到了上扶正的作用。其中，丝杠螺母3-6在丝杠3-5上上下运动时，将带动触杆3-9和触杆3-9上的触头3-10一起上下运动，当丝杠螺母3-6运动到下端极限位置处时，触杆3-9上的触头3-10触动了下行程开关3-7，下行程开关3-7发出到位信号反馈给井下处理器模块5-5，井下处理器模块5-5输出控制电机3-3停止转动的控制信号并通过电机驱动电路模块5-6控制电机3-3停止转动，丝杠螺母3-6停止向下运动；当丝杠螺母3-6运动到上端极限位置处时，触杆3-9上的触头3-10触动了上行程开关
3-8，上行程开关3-8发出到位信号反馈给井下处理器模块5-5，井下处理器模块5-5输出控制电机3-3停止转动的控制信号并通过电机驱动电路模块5-6控制电机3-3停止转动，丝杠螺母3-6停止向上运动。直线位移传感器3-19的探杆上连接有弹簧，弹簧的端部连接有触头，在弹簧的作用下，触头可始终随推靠弹簧座3-14一起运动，将推靠弹簧座3-14的直线变化量变为电信号并通过信号采集电路模块5-4进行放大、滤波整形和A/D转换处理后输出给井下处理器模块5-5，井下处理器模块5-5对其接收到的信号进行分析处理，得到井径大小。

[0077] 如图8所示，本实施例中，所述数据处理电路板5-2与所述花篮5-3之间设置有绝缘垫块5-8。

[0078] 如图9所示，本实施例中，所述井下处理器模块5-5主要由单片机MSP430F157构成，单片机MSP430F157片内包含大量外围模块，本身具有强大的硬件资源，RAM、ROM、A/D转换、D/A转换、定时器、计数器、串行通讯和多个中断源，大大节省了其它硬件的开销，省去了大量硬件的开发调试工作，提高了工作效率，系统的可靠性、抗干扰能力也得到显著改善，并且使系统体积进一步小型化。该单片机具有DMA（直接内存访问）功能，从而无需任何硬件电路，不需要CPU的干预，即可在较小的空间内实现了提供励磁电流的正弦波的产生、多路信号的A/D转换、数据处理、主从通讯、编码传输等功能；所述信号采集电路模块5-4由依次相接的放大电路模块5-41、滤波整形电路模块5-42和A/D转换电路模块5-43构成，所述A/D转换电路模块5-43集成在所述单片机MSP430F157内部；所述温度传感器4-4为PN结温度传感器，PN结温度传感器是一种半导体敏感器件,兼有热电偶、铂电阻和热敏电阻的各自优点，灵敏度高、互换误差小、反应速度快，克服了传统测温器件的某些固有缺陷，测量范围能达到-50℃～200℃；所述压力传感器4-5为压阻式压力传感器，压阻式压力传感器的介质兼容性好，性能稳定可靠，精度高，标准信号4mA～20mA输出，便于简化放大电路模块5-41和滤波整形电路模块5-42。由于电磁流量计2输出的信号微弱，很容易受到噪声的干扰，所以具体实施时，选用了低噪精密的运放TLV2252组成放大电路模块5-41，运放TLV2252是一种高增益、高输入电阻和高共模抑制比的直接耦合放器，具有差动输入、单端输出的形式，由于电路结构对称，它们的漂移和失调都有互相抵消的作用。 [0079] 如图10所示，本实施例中，所述脉冲驱动电路模块5-7包括芯片LM324，极性电容C11，电阻R1、R7、R13、R17、R18和R19，以及二极管D6和D8，所述芯片LM324的第三引脚通过电阻R19与井下处理器模块5-5的输出端IO1相接，所述芯片LM324的第二引脚通过电阻R18与井下处理器模块5-5的输出端IO2相接，所述芯片LM324的第一引脚、第五引脚、第十引脚和第十二引脚均通过电阻R17与芯片LM324的第二引脚相接，所述芯片LM324的第六引脚和第七引脚均通过电阻R13与极性电容C11的正极相接，所述芯片LM324的第八引脚和第九引脚均通过电阻R7与极性电容C11的正极相接，所述芯片LM324的第十三引脚和第十四引脚均通过电阻R1与极性电容C11的正极相接，所述极性电容C1的正极与二极管D6的正极和二极管D8的负极相接，所述芯片LM324的第四引脚和二极管D6的负极均与+10V电源相接，所述芯片LM324的第十一引脚和二极管D8的正极均与-10V电源相接，所述极性电容C11的负极为所述脉冲驱动电路模块5-7的输出端OUT。所述脉冲驱动电路模块5-7是将井下处理器模块5-5生成的两路单极性脉冲码合成为双极性码并进行功率驱动，以便于信号能够在几千米的通信电缆上传送。这样转换的结果，使产生的双极性脉冲序列中消去了直流分量，而且接近零频的分量也减少了，这正适合于通信电缆的传输特性。 [0080] 如图11所示，本实施例中，所述电缆接头6包括螺纹连接在所述数据处理装置护管5-1顶端的圆管状圆接头6-1和套装在所述圆接头6-1内部的索套6-2，所述圆接头6-1的顶端设置有外螺纹6-3，外螺纹6-3备用，供该测井仪与外设备连接用，所述索套6-2的底端螺纹连接有用于将圆接头6-1内部空间与数据处理装置护管5-1分隔开的密封座6-4，所述密封座6-4上螺纹连接有高压插头6-5，所述花篮5-3与密封座6-4固定连接，所述索套6-2内设置有插头座螺母6-6，所述插头座螺母6-6上螺纹连接有插头座6-7，所述插头座6-7上安装有航空插头6-8，所述插头座6-7与所述索套6-2之间设置有缓冲弹簧6-9；
所述脉冲驱动电路模块5-7的输出端与所述高压插头6-5电连接，所述高压插头6-5与所述航空插头6-8电连接，所述航空插头6-8与所述通信电缆电连接。电缆接头6是整个测井仪的最上端，主要作用是承受整个测井仪的重量和电气连接。圆管状圆接头6-1主要起防水耐压的作用。设置密封座6-4能够防止水和潮气进入数据处理装置护管5-1内，损坏数据处理电路板5-2，提高了数据处理电路板5-2的防水性。高压插头6-5由导电铜柱和套装在导电铜柱外的绝缘管构成，由绝缘管使导电铜柱与密封座6-4绝缘，数据处理电路板5-2传输的电信号通过高压插头6-5传输给航空插头6-8，再通过航空插头6-8传输给通信电缆。
航空插头6-8具有连接可靠、拆装方便的特点，可以缩短现场仪器连接的时间。所述插头座
6-7与所述索套6-2之间设置有缓冲弹簧6-9，保证了航空插头6-8与通信电缆可靠连接。 [0081] 如图9所示，本实施例中，所述井下仪器信号处理电路7由依次相接的放大整形电路模块7-1和串并转换电路模块7-2构成，所述地面处理器模块8主要由单片机MSP430F1611构成。

[0082] 综上所述，采用本实用新型测井时，井下电磁流量测井仪在下扶正器1和井径测量仪3的对中作用下，沿被测井中心移动，井下处理器模块5-5通过电机驱动电路模块5-6控制电机3-3的启动、停止、正反转，使井径测量臂3-18打开或闭合；经过不同的地层时，电磁流量计2、直线位移传感器3-19、温度传感器4-4和压力传感器4-5将其所测参数传给信号采集电路模块5-4，信号采集电路模块5-4对信号进行放大、滤波整形和A/D转换处理后输出给井下处理器模块5-5，井下处理器模块5-5再将数据通过脉冲驱动电路模块5-7传输到通信电缆上，再通过通信电缆传输给地面测控系统，井下仪器信号处理电路7对数据进行放大整形和串并转换处理后输出给地面处理器模块8，地面处理器模块8把信号分道路提取出来，形成流速、井温、井径、压差四条曲线；同时，光电编码器10输出的信号也输出给地面处理器模块8，地面处理器模块8，通过判断高低电平和对脉冲信号计数，计算出井下电磁流量测井仪上行和下行以及当前的深度,通过计算井下电磁流量测井仪每秒移动的深度算出的移动速度，形成速度曲线，这样就有五条曲线，传输给工业控制计算机9，进行存储、显示和打印，最后在工业控制计算机9上用流量测井解释软件读到数据库里来分析解释计算，最后形成流量测井解释成果表。

[0083] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

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