一种清水打压防沾污式井下摄像仪.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310752096.2

申请日:

2013.12.31

公开号:

CN104747167A

公开日:

2015.07.01

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 47/002申请日:20131231|||公开

IPC分类号:

E21B47/002(2012.01)I; H04N7/18

主分类号:

E21B47/002

申请人:

中国石油天然气股份有限公司

发明人:

何金宝; 杨志祥; 张福兴; 朱静; 邓中先; 周毅青; 杨清玲; 杨显志

地址:

100007北京市东城区东直门北大街9号

优先权:

专利代理机构:

北京三友知识产权代理有限公司11127

代理人:

董惠石

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内容摘要

本发明提供了一种清水打压防沾污式井下摄像仪,其包括依次相互密封连接的电缆头、扶正器以及摄像头短节。摄像头设置在摄像头短节前端。该电缆头、扶正器和摄像头短节的中部构成密封且相互连通的电路通道,且于电路通道外部形成密封的液流通道。上述电路通道内设有电路板,并通过电气线路经前述电路通道与摄像头电连接。油井外部泵送装置将清水经前述液流通道泵送至摄像头短节前端的清水液柱腔,进而在摄像头前端形成清水液柱,防止油污等沾染摄像头从而达到防沾污的目的,实现了在低含水油井中有效获取清晰影像的功能。

权利要求书

1.  一种清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述井下摄像仪至少包括依次相互密封连接的电缆头(1)、扶正器(2)、摄像头短节(3),摄像头(31)设置在所述摄像头短节(3)的前端;所述电缆头(1)、扶正器(2)和摄像头短节(3)的中部构成密封且相连通的电路通道,所述电路通道的外部形成密封的液流通道;电路板设置在所述电路通道内,并通过电气线路经所述电路通道与所述摄像头(31)电连接;通过油井外部的泵送装置将清水经所述液流通道泵送至所述摄像头短节(3)前端的清水液柱腔(36),进而在所述摄像头(3)前端形成清水液柱。

2.
  如权利要求1所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述扶正器(2)包括:一外连接杆(25)及设置于其内的内连接杆(213),所述内连接杆(213)中部形成分别能与所述电缆头(1)及摄像头短节(3)实现电路连接的电气线路通道(219),所述内连接杆(213)与外连接杆(25)之间的环空形成分别能与所述电缆头(1)及摄像头短节(3)的液流通路相贯通的扶正器液流通道(220);两个支撑臂固定座(29),能沿所述外连接杆(25)长度方向移动地设置在外连接杆(25)外部;至少四个由弹性材料制成的支撑臂(212)两端分别与所述支撑臂固定座(29)相连接,形成外凸的灯笼状弹性支撑结构。

3.
  如权利要求2所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述内连接杆(213)和外连接杆(25)的上端分别密封连接于能与所述电缆头(1)构成密封连接的扶正器上接头(21),所述扶正器上接头(21)的侧壁上设有贯通所述扶正器液流通道(220)的贯通孔(221);所述外连接杆(25)的下端密封连接有能与所述摄像头短节(3)构成密封连接的扶正器下接头(215),且所述外连接杆(25)位于所述扶正器下接头(215)内的侧壁上设有贯通所述扶正器液流通道(220)的出水孔(222);所述内连接杆(213)位于所述扶正器下接头(215)内并突出所述外连接杆(25)的一端设有与所述摄像头短节(3)电气线路密封连接的下插头(216)。

4.
  如权利要求3所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,两个所述支撑臂固定座(29)与所述扶正器上接头(21)及扶正器下接头(215)之间分别设有支撑复位弹簧(26),所述外连接杆(25)上还设有两个定位圈(210),每个所述定位圈(210)均设置在所述支撑臂固定座(29)远离所述支撑复位弹簧(26)的一侧;所述支撑臂固定座(29)上具有一环凹槽,所述凹槽的下部均匀设有至少四个缺口,每个所述支撑臂(212)的两端形成工字形槽,所述工字形槽的宽度与所述缺口相配合;所述支撑臂(212)的两端分别嵌置于所述支撑臂固定座(29)内,支撑臂固定圈(27)连接于所述支撑臂固定座(29),且 所述支撑臂固定圈(27)的一端顶抵于所述支撑臂(212),将所述支撑臂(212)、支撑臂固定座(29)连接为一体。

5.
  如权利要求1所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述电缆头(1)包含一电缆头外壳(16)以及设置在所述电缆头外壳(16)内部的一电路板支架(18),一电路板保护壳(17)密封套设在所述电路板支架(18)的外部,所述电路板支架(18)的中部用于固定能与所述扶正器(2)实现电路连接的电缆头电路板;所述电缆头外壳(16)及所述电路板保护壳(17)之间的环空形成能与所述扶正器液流通道(220)贯通的第一液流通道(170);所述电缆头外壳(16)一端连接有用于引入并固定所述井下摄像仪电气及液流线路的一电缆头帽(115),所述电路板支架(18)的一端与所述电缆头帽(115)固定连接,且于该端上设有贯通的光纤通道(183)以及能与所述第一液流通道(170)相贯通的毛细管通道(184),所述电路板支架(18)的另一端设有能与所述扶正器(2)实现电路密封连接的电气连接芯(121)。

6.
  如权利要求5所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述电缆头(1)进一步包含电缆头连接杆(13),所述电缆头连接杆(13)两端分别密封连接于所述电缆头外壳(16)另一端以及能与所述扶正器(2)实现密封连接的电缆头下接头(11),所述电路板支架(18)的另一端形成连接杆部(181)并贯穿所述电缆头连接杆(13)延伸至所述电缆头下接头(11)内,所述电气连接芯(121)位于突出所述电缆头连接杆(13)的所述连接杆部(181)一端;所述电路板支架(18)的连接杆部(181)与所述电缆头连接杆(13)之间的环空形成与所述第一液流通道(170)相连通的第二液流通道(130);位于所述电缆头下接头(11)内的所述电缆头连接杆(13)侧壁上设有贯通所述第二液流通道(130)的液流出口(131)。

7.
  如权利要求5所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述电缆头帽(115)设有中空的贯通通道(1151),其内设有线路固定装置;所述电缆头帽(115)引入的光纤密封固定于所述光纤通道(183),进而与所述电缆头电路板相连;所述电缆头帽(115)引入的毛细管密封固定于所述毛细管通道(184),进而与所述第一液流通道(170)连通;所述电缆头帽(115)引入的电缆能密封接入所述电路板支架(18)而与所述电缆头电路板电连接。

8.
  如权利要求7所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述光纤通道(183)一端设有第一锥形孔(1831),其内嵌设有能与所述第一锥形孔(1831)内表面相配合的密封套(111),所述密封套(111)为橡胶材质,光纤能穿过所述密封套(111)而进入所述光 纤通道(183),一设有轴向通孔的固定螺帽(113)连接于所述光纤通道(183)一端,所述固定螺帽(113)在接入光纤后能顶抵于所述密封套(111)而密封所述光纤通道(183)。

9.
  如权利要求7所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述毛细管通道(184)一端设有第二锥形孔(1841),其内嵌设有一组能与所述第二锥形孔(1841)的内表面相配合的毛细管固定座(1121)和毛细管紧定头(1122),所述毛细管固定座(1121)和毛细管紧定头(1122)能与穿入的毛细管形成紧固密封连接,一设有轴向通孔的固定螺帽(113)连接于所述毛细管通道(184)一端,所述固定螺帽(113)能将所述毛细管固定座(1121)和毛细管紧定头(1122)与所述第二锥形孔(1841)的配合处压紧并形成密封连接。

10.
  如权利要求7所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,一电缆连接头(114)固定于所述电路板支架(18)与所述电缆头帽(115)相连接的一端,经所述电缆头帽(115)引入并固定的电缆进一步固定于所述电缆连接头(114)并密封接入所述电路板支架(18)。

11.
  如权利要求1所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述摄像头短节(3)具有一外壳(314)及套置于其内部的一内壳(313),所述外壳(314)及内壳(313)之间的环空形成密封连通所述扶正器液流通道(220)的摄像头短节环空(37);所述内壳(313)前端部密封设有玻璃镜片,所述摄像头(31)密封设置于所述内壳(313)前端部并靠近所述玻璃镜片,所述摄像头短节(3)内腔位于所述玻璃镜片前端一侧形成所述清水液柱腔(36),所述清水液柱腔(36)连通所述摄像头短节环空(37);所述内壳(313)中部形成能容置摄像头短节电路板的电路容置腔(38),所述电路容置腔(38)密封连通所述扶正器(2)的电气线路通道(219);所述井下摄像仪的电气线路经所述摄像头短节电路板与所述摄像头(31)电连接。

12.
  如权利要求11所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述摄像头短节(3)进一步具有一压力平衡式密封结构(35),其设置于所述内壳(313)前端部,所述压力平衡式密封结构(35)设有一摄像头支架(319),所述摄像头支架(319)的后端部沿轴向构成密封部,且所述摄像头支架(319)的前端部及后端部的外周壁与所述内壳(313)内壁密封连接;所述玻璃镜片密封固定于所述摄像头支架(319)前端部,所述摄像头(31)固定在所述摄像头支架(319)内;所述摄像头支架(319)与所述内壳(313)之间密封设有一橡胶筒(316),位于所述橡胶筒(316)两侧的所述内壳(313)和摄像头支架(319)上分别对应设有多个贯通的外导压孔(317)和内导压孔(318);所述摄像头支架(319)容置所述摄像头(31)的空间内充满液压油。

13.
  如权利要求11所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述内壳(313)后端部延伸至所述外壳(314)外部,所述内壳(313)后端部进一步设有一中心管(312), 所述中心管(312)内部形成连通所述扶正器(2)的电气线路通道(219)及所述电路容置腔(38)的中心管电气通路(315),所述中心管(312)及所述内壳(313)之间的环空形成连通所述扶正器液流通道(220)及所述摄像头短节环空(37)的中心管环空(310),所述中心管环空(310)与所述电路容置腔(38)之间密封隔离;所述中心管(312)后端部突出所述内壳(313)且于该端侧壁上设有贯通所述中心管环空(37)的液流通路接口(311),所述中心管(312)突出所述内壳(313)的端部与所述内壳(313)突出所述外壳(314)的后端部共同构成与所述扶正器下接头(215)密封连接的摄像头短节上接头。

14.
  如权利要求13所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述内壳(313)中部设有一支撑架(34),所述支承架(34)前端与所述摄像头支架(319)的后端部密封固定连接,所述支撑架(34)的后端设有一电路板固定部(320),用于固定所述摄像头短节电路板,所述电路板固定部(320)的后端部与所述中心管(312)相连。

15.
  如权利要求1至14任一项所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其特征在于,所述井下摄像仪包含至少两个依次相互密封连接的所述扶正器(2),且任意两相邻的所述扶正器(2)间通过所述扶正器上接头(21)及扶正器下接头(215)固定密封连接,进而分别密封连通两所述电气线路通道(219)及两所述扶正器液流通道(220)。

说明书

一种清水打压防沾污式井下摄像仪
技术领域
本发明涉及一种能够实时观测井下状况的摄像仪,尤其是一种清水打压防沾污式井下摄像仪,其特别适用于石油测井技术领域
背景技术
井下摄像仪是一种应用可见光摄像机查看油、气、水井的测试仪器,通过该仪器可以直接观测被测井的套管破损、套管错断、井下落物、射孔质量、注水见效方向等情况。
但目前此项技术未在生产实践中得到广泛应用,主要是在使用过程由于井下距离较长,以及井壁附着物的影响,一方面难以保护在整个测试过程中安装有摄像机的摄像短节始终保持在井的轴线上,会导致拍摄画面不完整;另一方面。由于井壁经常会附着油污、蜡质等污物,公知的井下摄像装置无法避开这些污物对镜头的沾污,会影响图像的清晰度。此外,当摄像机镜头接触到上述污物后,在井下更无法进行清洗,从而影响测试结果的准确性。因此,井下摄像仪普遍存在摄像镜头沾污问题大大影响了该技术的推广应用。
由于目前在摄像镜头防沾污方面还没有有效的解决方法,因此对于低含水的高产井,摄像头被原油遮挡,测试成功率低,因此没有防油污的井下摄像仪能直接用到油井井下成像测试上。
鉴于上述对井下摄像仪功能的要求,本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验,研制出一种清水打压防沾污式井下摄像仪,以实现井下摄像仪的防沾污功能,提高油井井下摄像的成功率。
发明内容
本发明的目的是提供一种清水打压防沾污式井下摄像仪,该摄像仪能够实现在油井井下摄像仪的防沾污功能,使井下摄像仪镜头在生产井中也能够避免被油污等沾污,从而获得清晰井下的影像资料。
为此,本发明提出了一种清水打压防沾污式井下摄像仪,其至少包括依次相互密封连接的电缆头、扶正器、摄像头短节,摄像头设置在所述摄像头短节的前端;所述电缆头、扶正 器和摄像头短节的中部构成密封且相连通的电路通道,所述电路通道的外部形成液流通道;电路板设置在所述电路通道内,并通过电气线路经所述电路通道与所述摄像头电连接;通过油井外部的泵送装置将清水经所述液流通道泵送至所述摄像头短节前端的清水液柱腔,进而在所述摄像头前端形成清水液柱。
如上所述的清水打压防沾式井下摄像仪,其中,所述扶正器包括:一外连接杆及设置于其内的内连接杆,所述内连接杆中部形成分别能与所述电缆头及摄像头短节实现电路连接的电气线路通道,所述内连接杆与外连接杆之间的环空形成分别能与所述电缆头及摄像头短节的液流通路相贯通的扶正器液流通道;两个支撑臂固定座,能沿所述外连接杆长度方向移动地设置在外连接杆外部;至少四个由弹性材料制成的支撑臂两端分别与所述支撑臂固定座相连接,形成外凸的灯笼状弹性支撑结构。
如上所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其中,所述电缆头包含一电缆头外壳以及设置在所述电缆头外壳内部的一电路板支架,一电路板保护壳密封套设在所述电路板支架的外部,所述电路板支架的中部用于固定能与所述扶正器实现电路连接的电缆头电路板;所述电缆头外壳及所述电路板保护壳之间的环空形成能与所述扶正器液流通道贯通的第一液流通道;所述电缆头外壳一端连接有用于引入并固定所述井下摄像仪电气及液流线路的一电缆头帽,所述电路板支架的一端与所述电缆头帽固定连接,且于该端上设有贯通的光纤通道以及能与所述第一液流通道相贯通的毛细管通道,所述电路板支架的另一端设有能与所述扶正器实现电路密封连接的电气连接芯。
如上所述的清水打压防沾污式井下摄像仪,其中,所述摄像头短节具有一外壳及套置于其内部的一内壳,所述外壳及内壳之间的环空形成密封连通所述扶正器液流通道的摄像头短节环空;所述内壳前端部密封设有玻璃镜片,所述摄像头密封设置于所述内壳前端部并靠近所述玻璃镜片,所述摄像头短节内腔位于所述玻璃镜片前端一侧形成所述清水液柱腔,所述清水液柱腔连通所述摄像头短节环空;所述内壳中部形成能容置摄像头短节电路板的电路容置腔,所述电路容置腔密封连通所述扶正器的电气线路通道;所述井下摄像仪的电气线路经所述摄像头短节电路板与所述摄像头电连接。
本发明的清水打压防沾污式井下摄像仪,通过电缆头、扶正器和摄像头短节中贯通的电气通道及液流通道的设置,在实现摄像仪电气线路与摄像头连接的同时,由地面泵送装置打压注入的清水通过液流通道最终到达摄像头短节前端并形成清水液柱,使油污、杂质等在清水液柱的作用下不会污染摄像头前端的玻璃镜片,从而达到防沾污的目的,实现了在低含水油井中有效获取清晰影像的功能,具备目前其他井下摄像仪不具备的功能。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中,
图1为本发明的清水打压防沾污式井下摄像仪结构示意图。
图2为本发明清水打压防沾污式井下摄像仪的扶正器的结构图。
图3为本发明清水打压防沾污式井下摄像仪的扶正器的俯视图。
图4为本发明清水打压防沾污式井下摄像仪的扶正器上端的放大视图。
图5为本发明清水打压防沾污式井下摄像仪的扶正器下端的放大视图。
图6为本发明清水打压防沾污式井下摄像仪的电缆头的结构图。
图7为本发明清水打压防沾污式井下摄像仪的电缆头的光纤、毛细管接入部的放大视图。
图8为本发明清水打压防沾污式井下摄像仪的摄像头短节的结构图。
图9为图8的A向视图。
图10为本发明清水打压防沾污式井下摄像仪的压力平衡式密封结构的放大视图。
图11为本发明清水打压防沾污式井下摄像仪的电缆头、扶正器、摄像头短节连接处的结构示意图。
附图标号说明:
1-电缆头,11-电缆头下接头,13-电缆头连接杆,130-第二液流通道,131-液流出口,16-电缆头外壳,17-电路板保护壳,170-第一液流通道,18-电路板支架,111-密封套,1121-毛细管固定座,1122-毛细管紧定头,113-固定螺帽,114-电缆连接头,115-电缆头帽,1150-安装部,1151-贯通通道,117-钢丝固定卡,118-钢丝固定帽,119-电路插头,181-连接杆部,182-电路板容置部,183-光纤通道,1831-第一锥形孔,184-毛细管通道,1841-第二锥形孔;
121-电气连接芯,2-扶正器,2A-上扶正器,2B-下扶正器,21-扶正器上接头,25-外连接杆,26-支撑复位弹簧,27-支撑臂固定圈,29-支撑臂固定座,210-定位圈,212-支撑臂,213-内连接杆,215-扶正器下接头,216-下插头,219-电气线路通道,220-扶正器液流通道,221-贯通孔,222-出水孔;
3-摄像头短节,31-摄像头,33-石英玻璃镜片,34-支承架,35-压力平衡式密封结构,36-清水液柱腔,37-摄像头短节环空,38-电路容置腔,39-清水导通孔,310-中心管环空,311-液流通路接口,312-中心管,313-内壳,314-外壳,315-中心管电气通路316-橡胶筒,317-外导压孔,318-内导压孔,319-摄像头支架,320-电路板固定部,321-连接导线,322-密封塞,323-摄像头固定架,324-镜头玻璃固定环,325-轴向密封圈,326-挡光密封圈,327-轴向密封圈,328-发光二极管电路板,329-凸台;
41-母端插头环空,42-母端插头导流孔,43-母端与公端连接处环空,44-公端插头导流 孔,45-公端插头环空缓冲区,46-公端插头环空,47-母端插头中心通路,48-连接插头座,49-公端插头中心通路。
具体实施方式
本发明提出一种清水打压防沾污式井下摄像仪,其至少包括依次相互密封连接的电缆头、扶正器、摄像头短节,摄像头设置在所述摄像头短节的前端;电缆头、扶正器和摄像头短节的中部构成密封且相连通的电路通道,电路通道的外部形成密封的液流通道;电路板设置在电路通道内,并通过电气线路经电路通道与摄像头电连接;通过油井外部的泵送装置将清水经液流通道泵送至摄像头短节前端的清水液柱腔,进而在摄像头前端形成清水液柱。
其中,扶正器包括:一外连接杆及设置于其内的内连接杆,内连接杆中部形成分别能与电缆头及摄像头短节实现电路连接的电气线路通道,内连接杆与外连接杆之间的环空形成分别能与电缆头及摄像头短节的液流通路相贯通的扶正器液流通道;两个支撑臂固定座,能沿外连接杆长度方向移动地设置在外连接杆外部;至少四个由弹性材料制成的支撑臂两端分别与支撑臂固定座相连接,形成外凸的灯笼状弹性支撑结构。
在一个具体技术方案中,电缆头包含一电缆头外壳以及设置在电缆头外壳内部的一电路板支架,一电路板保护壳密封套设在电路板支架的外部,电路板支架的中部用于固定能与扶正器实现电路连接的电缆头电路板;电缆头外壳及电路板保护壳之间的环空形成能与扶正器液流通道贯通的第一液流通道;电缆头外壳一端连接有用于引入并固定井下摄像仪电气及液流线路的一电缆头帽,电路板支架的一端与电缆头帽固定连接,且于该端上设有贯通的光纤通道以及能与第一液流通道相贯通的毛细管通道,电路板支架的另一端设有能与扶正器实现电路密封连接的电气连接芯。
此外,摄像头短节具有一外壳及套置于其内部的一内壳,外壳及内壳之间的环空形成密封连通扶正器液流通道的摄像头短节环空;内壳前端部密封设有玻璃镜片,摄像头密封设置于内壳前端部并靠近玻璃镜片,摄像头短节内腔位于玻璃镜片前端一侧形成清水液柱腔,清水液柱腔连通摄像头短节环空;内壳中部形成能容置摄像头短节电路板的电路容置腔,电路容置腔密封连通扶正器的电气线路通道;井下摄像仪的电气线路经摄像头短节电路板与摄像头电连接。
本发明的清水打压防沾污式井下摄像仪,通过电缆头、扶正器和摄像头短节中贯通的电气通道及液流通道的设置,在实现摄像仪电气线路与摄像头连接的同时,由地面泵送装置打压注入的清水通过液流通道最终到达摄像头短节前端并形成清水液柱,使油污、杂质等在清水液柱的作用下不会污染摄像头前端的玻璃镜片,从而达到防沾污的目的,实现了在低含水 油井中有效获取清晰影像的功能,具备目前其他井下摄像仪不具备的功能。由于可以控制地面增压设备注入清水的量,因此本发明还具有一定的清洗镜头功能。
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,以下结合附图及较佳实施例,对本发明的清水打压防沾污式井下摄像仪的具体实施方式、结构、特征及功效,详细说明如后。另外,通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入具体的了解,然而所附图仅是提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。
如图1所示,为本发明的清水打压防沾污式井下摄像仪一实施例的结构示意图。如图1所示,井下摄像仪包括依次相互密封连接的电缆头1、扶正器2和摄像头短节3。同时参考图8,一摄像头31设置在摄像头短节3的前端(在此约定,图1、图8和图10的左端即为摄像头短节3的前端)。所述电缆头1、扶正器2和摄像头短节3的中部构成密封且相互贯通的电路通道,所述井下摄像仪的电气线路经所述电路通道与摄像头31电连接;所述电路通道的外部形成密闭设置且相互贯通的液流通道,通过油井外部的泵送装置将清水经所述液流通道泵送至所述摄像头短节3前端的清水液柱腔36并形成一清水液柱,从而保护摄像头,起到防沾污的功能。
本发明中对扶正器2的设置数量不加以限制,可以在电缆头1和摄像头短节3之间设置一个扶正器2,也可以根据需要设置两个(如图1所示)或多个扶正器2,以提高扶正效果,保证摄像仪能始终保持在油井的轴线上,从而保证摄像的画面完整性。通常在直井检测中,当井筒状态较好时,可以采用设置一个扶正器2,而在水平井检测时,通常会设置两个或两个以上的扶正器2。
如图2至5所示,为本发明中扶正器2的整体结构及局部放大视图。所述扶正器2具有一外连接杆25及设置于其内的内连接杆213,所述内连接杆213中部形成分别能与电缆头1及摄像头短节3实现电气线路密封连接的电气线路通道219;内连接杆213与外连接杆之间的环空形成分别能与电缆头1及摄像头短节3的液流通路相贯通的扶正器液流通道220;进一步地,内连接杆213及外连接杆25的上端分别通过密封圈密封连接于扶正器上接头21,该扶正器上接头21可密封连接于所述电缆头1的电缆头下接头11。外连接杆25的下端密封连接有能与摄像头短节3构成密封连接的扶正器下接头215。
进一步地,扶正器上接头21的侧壁上设有贯通所述扶正器液流通道220的贯通孔221;外连接杆25位于扶正器下接头215内的侧壁上设有贯通扶正器液流通道220的出水孔222,上述贯通孔221及出水孔222的设置实现了扶正器液流通道220与电缆头液流通路及摄像头短节液流通路的相互贯通。
此外,内连接杆213位于扶正器下接头215内并突出外连接杆25的一端设有与摄像头短节3实现电气线路密封连接的下插头216,下插头216外周壁设有密封圈。
进一步地,两支撑臂固定座29沿外连接杆25的长度方向移动地设置在外连接杆25的外部,且于两支撑臂固定座29与扶正器上接头21和扶正器下接头215之间分别抵接有一支撑复位弹簧26,两支撑臂固定座29远离上述支撑复位弹簧26的一侧各设有一定位圈210,用以限制支撑臂固定座29的行程。四个由弹性材料制成的支撑臂212两端分别与支撑臂固定座29相连接并可形成外凸的灯笼状弹性支撑结构,且四个支撑臂212沿周向均布,另外,支撑臂固定座29上具有一环凹槽,该凹槽的下部均匀设有四个缺口,每个支撑臂212的两端进一步形成工字形槽,所述工字形槽的宽度与所述缺口相配合;支撑臂212的两端分别嵌置于支撑臂固定座29的凹槽内,两支撑臂固定圈27分别螺纹连接于两支撑臂固定座29,且支撑臂固定圈27的一端顶抵于所述支撑臂212,将支撑臂212与支撑臂固定座29固定连接为一体。
如图6所示,为本发明电缆头1的结构图。其中,该电缆头1包括依次相连接的电缆头下接头11、电缆头连接杆13、电缆头外壳16、电缆头帽115,以及设置在电缆头外壳16内部的电路板支架18;电缆头连接杆13两端分别与电缆头下接头11及电缆头外壳16通过密封圈密封连接;电路板支架18的一端与电缆头帽15螺纹连接,且该端的外周壁与电缆头外壳16通过密封圈密封连接,另一端形成连接杆部181并贯穿电缆头连接杆13延伸至电缆头下接头11内,该电路板支架18的中部形成一电路板容置部182,用于固定能与扶正器2实现电路连接的电缆头电路板,位于电缆头下接头11内并突出电缆头连接杆13一端(如图6中所示为左端)的连接干部18设有一电气连接芯121,该电气连接芯121外周壁设有密封圈,前述电缆头电路板引出的线路经电气连接芯121实现与扶正器2的电气线路密封连接;一电路板保护壳17套设在电路板容置部182的外部,通过密封圈与电路板支架18密封连接,电路板保护壳17与电缆头外壳16之间的环空形成第一液流通道170;电路板支架18的连接杆部181与电缆头连接杆13之间的环空形成与第一液流通道170相连通的第二液流通道130;位于电缆头下接头11内的电缆头连接杆13侧壁上设有贯通第二液流通道130及扶正器液流通道220的液流出口131,进而地面泵送装置泵入电缆头1的清水经第一液流通道170、第二液流通道130,最终进入扶正器液流通道220。
电路板支架18与电缆头帽115连接的一端设有与电路板容置部182相贯通的光纤通道183,用于密封固定经电缆头帽115引入的光纤,并实现光纤与电缆头电路板的连接。该光纤通道183一端设有第一锥形孔1831,如图7所示,其内嵌设有能与第一锥形孔1831内表面相配合的密封套111,该密封套111为橡胶材质,光纤能穿过密封套111而进入该光纤通 道183,一设有轴向通孔的固定螺帽113螺纹连接于该光纤通道183一端,该固定螺帽113在接入光纤后能顶抵所述密封套111而密封该光纤通道183。
在电路板支架18设有光纤通道183的一端同时设有一毛细管通道184,该毛细管通道184与第一液流通道170相连通,用于密封固定经所述电缆头帽115引入的毛细管。该毛细管通道184一端设有第二锥形孔1841,其内嵌设有一组能与第二锥形孔1841的内表面相配合的毛细管固定座1121和毛细管紧定头1122,该毛细管固定座1121和毛细管紧定头1122能与穿入的毛细管形成紧固密封连接,一设有轴向通孔的固定螺帽113螺纹连接于所述毛细管通道184一端,该固定螺帽113能将所述毛细管固定座1121和毛细管紧定头1122与第二锥形孔1841的配合处压紧并形成密封连接。
如图6所示,所述电缆头帽115具有中空的贯通通道1151,且与所述电路板支架18连接的一端形成一扩径的安装部1150,该贯通通道1151内设有用于固定光纤、电缆及毛细管的线路固定装置,包括依次相连接的钢丝固定卡117、钢丝固定帽118及电路插头119(此为常规技术);一电缆连接头114固定于电路板支架18与电缆头帽115相连接的一端,经所述线路固定装置引入并固定的电缆进一步焊接固定于所述电缆连接头114并密封接入所述电路板支架18与电缆头电路板连接(此为常规技术,在此不赘述)。
如图8所示,为本发明的摄像头短节3的结构示意图。所述摄像头短节3具有一外壳314及套置于其内部的一内壳313,且该内壳313后端部延伸至外壳314的外部,外壳314的前端部设有周向均布的四个凸台329,如图9和10所示,内壳313的前端部内嵌于该四个凸台,同时内壳313后端部设有一中心管312,所述内壳313及外壳314之间的环空形成摄像头短节环空37,中心管312与内壳313之间的环空形成中心管环空310,中心管312突出内壳313的一端(如图8中所示为右端)侧壁上设有贯通扶正器液流通道220及中心管环空310的液流通路接口311,且内壳313侧壁上设有贯通摄像头短节环空37及中心管环空310的清水导通孔39;内壳313的内腔中部形成一电路板保护腔38,中心管环空310与电路板保护腔38之间通过密封圈密封隔离;中心管312内部形成贯通所述扶正器的电气线路通道219及电路板保护腔38的中心管电气通路315。
进一步地,中心管312突出内壳313的一端与内壳313突出外壳314的一端部共同形成与扶正器下接头215密封连接的摄像头短节上接头。
内壳313的前端部进一步设有压力平衡式密封结构35,请参考图10,其设有一摄像头支架319及一支承架34,该支承架34前端与摄像头支架319的后端部密封固定连接,支承架34的后端形成电路板固定部320,用于固定摄像头短节电路板,该电路板固定部320的后端部与中心管312相连接。一石英玻璃镜片33通过镜头玻璃固定环324密封固定于摄像头 支架319的前端部,该镜头玻璃固定环324与石英玻璃镜片33之间通过轴向密封圈325密封连接;镜头玻璃固定环324外周壁与内壳313之间通过另一密封圈密封连接;摄像头支架319与石英玻璃镜片33之间分别通过内圈的挡光密封圈326及外圈的支架轴向密封圈327密封连接;所述摄像头支架319内腔靠近摄像头31的镜头一端固定有一发光二极管电路板328,为摄像头31提供摄像光源。
摄像头31固定在所述摄像头支架319内,支承架34的前端部轴向设有一密封塞322,该密封塞322上设有连接导线321,摄像头31的导线及数据线可经该连接导线321实现与摄像头短节电路板的连接。摄像头支架319与内壳313之间密封设有一橡胶筒316,位于该橡胶筒316两侧的内壳313和摄像头支架319上分别对应设有多个贯通的外导压孔317和内导压孔318;摄像头支架319容置摄像头31的空间内充满液压油。
摄像头短节3内腔位于石英玻璃镜片33前端一侧形成一清水液柱腔36,该清水液柱腔36与摄像头短节环空37相贯通,地面泵送装置注入所述井下摄像仪的清水经所述液流通道最终穿过外壳314的四个凸台329的间隙进入所述清水液柱腔36,并于该腔内形成一清水液柱,由于井下液体与摄像仪的运动方向相反,井下流体中的污物会直接冲向摄像头短节3的石英玻璃镜片33,在清水液柱腔36中清水的保护下污物不会直接粘在镜片上,如果井下流体与摄像头短节3相对速度较大时,需要增加注入清水的注入压力,以提高清水的流速,使污物在没有到达清水液柱腔36之前就被清水冲洗,使其流向发生改变,沿摄像头短节外壳314外壁流过,不会沾污到石英玻璃镜片33,防止油污、杂质等与镜头玻璃接触,达到隔离防沾污的目的。
以下结合附图11进一步说明电缆头1、扶正器2及摄像头短节3两两间连接处的配合关系。在此约定,图11的右方即为该连接结构的上方。如图11所示,位置在上的部件的连接端定义为母端插头(即对应电缆头下接头11、扶正器下接头215),位置在下的部件的连接端定义为公端插头(即对应扶正器上接头21、摄像头短节上接头),母端插头与公端插头连接后,地面泵送装置注入的清水经位置在上的部件的液流通道依次通过母端插头环空41、母端插头导流孔42、母端与公端连接处环空43、公端插头导流孔44、公端插头环空缓冲区45、公端插头环空46而进入位置在下的部件的液流通道,并最终进入摄像头短节3的清水液柱腔36。井下摄像仪的电气线路则经过位置在上的部件的母端插头中心通路47、连接插头座48(即对应电缆头的电气连接芯121和扶正器2的下插头216)到达公端插头中心通路49,完成电气线路的连接,并最终到达摄像头短节3与摄像头31电连接。
下面进一步结合实施例阐述本发明清水打压防沾污式井下摄像仪的工作原理。所述井下摄像仪在工作的过程中,该电缆头1、扶正器2、摄像头短节3顺次两两相互密封连接。且 上述部件的中部形成贯通的摄像仪电气通道和设置于电气通道外周的液流通道。经电缆头1引入的电缆和光纤经所述电气通道最终进入摄像头短节3,实现与摄像头31的电路及信号连接。由地面泵送装置打压注入毛细管的清水通过前述液流通道最终进入摄像头短节3前端的清水液柱腔36而形成清水液柱,使油污、杂质等在清水液柱的作用下不会污染摄像头前端的石英玻璃镜片33,从而达到防沾污的目的,实现了在低含水油井中有效获取清晰影像的功能,具备目前其他井下摄像仪不具备的功能。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是,本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用,本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用,因此,本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

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本发明提供了一种清水打压防沾污式井下摄像仪,其包括依次相互密封连接的电缆头、扶正器以及摄像头短节。摄像头设置在摄像头短节前端。该电缆头、扶正器和摄像头短节的中部构成密封且相互连通的电路通道,且于电路通道外部形成密封的液流通道。上述电路通道内设有电路板,并通过电气线路经前述电路通道与摄像头电连接。油井外部泵送装置将清水经前述液流通道泵送至摄像头短节前端的清水液柱腔,进而在摄像头前端形成清水液柱,防止。

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