推靠系统是井径测井仪实现井筒直径大小测量的主要组成部分,其运动的精确性与测井数据的准确性紧密相关。为进一步提高推靠系统的传动性能,分析了其自由度,得出六臂井径测井仪推靠系统在打开、测量两种运动状态都有确定的运动。采用复数矢量法分别建立了推靠系统打开、测量两种数学模型,并对推靠系统中推靠臂进行了结构参数化设计及凸轮运动特性分析,获得了两种运动状态下输出运动与输入运动的位置、速度及加速度之间的关系。其次,基于Adams仿真软件辅助分析和验证了其系统的运动规律,为进行推靠系统动力学分析及结构参数优化奠定了理论基础。

针对单向驱动井径测井仪存在的启动响应慢、速度集中和初始运动冲击等问题,提出一种具有双向驱动特征的新型结构井径测井仪,并对其推靠系统(实现测量臂伸缩)双向驱动过程进行矢量化建模求解及工作行为分析(运动性能仿真、测量性能仿真)。首先进行双向驱动测井仪推靠系统物理建模和理论研究,以双驱动丝杠系统参数(速度、位移)为输入,采用复数矢量法对测井仪推靠系统运动性能参数(位移、速度、加速度)进行参数化表征;然后以实际双驱动推靠系统为对象进行实例分析,对其运动特性进行理论求解,得到推靠杆端口和推靠销钉的运动曲线,并对双驱动速度匹配特性进行研究;最后基于ADAMS进行测井仪工作行为分析,将仿真与理论结果进行对比,结果表明推靠系统仿真运动曲线与理论解析曲线具有较高的吻合度,证明了测井仪推靠系统矢量化建模求解的正确

推靠系统是井径测井仪实现井筒直径大小测量的主要组成部分,其运动、动力特性与测井数据的准确性紧密相关。为了进一步提高推靠系统的传动性能,结合封闭矢量多边形投影法和矩阵法,对推靠系统打开、测量两种运动状态进行了运动特性分析。在对六臂井径测井仪推靠系统运动学分析的基础上,运用动态静力学方法,对推靠系统两种运动进行了动力特性分析。基于Adams软件进行实例仿真,得出了推靠系统各构件的位移、速度和加速度随时间变化的规律曲线,以及各构件的受力情况,辅助分析和验证了其系统的运动规律,为进行六臂井径测井仪推靠系统的优化设计提供了理论依据。

目前,我国井径测井仪推靠臂采用偏心圆弧线型,其存在动载荷大、传力效果差、仪器寿命短等问题。针对以上问题,对推靠臂采用渐开线、阿基米德螺旋线和偏心圆弧线3种结构方案进行参数化设计,并对3种推靠臂凸轮运动特性及机械效率进行了分析研究。分析得知,分动式推靠系统中采用渐开线型推靠臂结构能大大改善活塞杆的受力特性,减少摩擦磨损,进一度提高测量精度。运用ADAMS/View模块建立3种分动式推靠系统打开、测量模型,设置初始参数并进行运动仿真;得出了3种运动状态活塞杆的运动轨迹曲线,验证了其运动规律,为井径测井仪结构优化设计、改善性能提供了理论依据。