CN110044449A - 一种石油钻井无线悬重扭矩传感器 - Google Patents

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任战涛
刘志均
冯玉亮
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Hubei Jianghan Petroleum Instrument & Meter Co Ltd
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Hubei Jianghan Petroleum Instrument & Meter Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01G3/00—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances
    • G01G3/12—Weighing apparatus characterised by the use of elastically-deformable members, e.g. spring balances wherein the weighing element is in the form of a solid body stressed by pressure or tension during weighing
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
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    • G01L3/108—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving resistance strain gauges

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Abstract

本发明提供一种石油钻井无线悬重扭矩传感器，由柱体、应变片、电池组、处理电路、无线发射模块以及保护外套组成，应变片贴在柱体上感应柱体的形变，保护外套套入柱体并固定在一起，电池组、处理电路、无线发射模块分别安装在保护外套内，电池组、应变片、处理电路、无线发射模块用导线连接成回路，所述柱体材质与钻杆管柱的材质一样。无线悬重扭矩传感器连接在施工的管柱上，直接测量管柱的悬重和扭矩值，采用无线传输将数据传输给钻台显示单元，由钻台显示单元来显示悬重和扭矩数据。本发明的无线悬重扭矩传感器直接测量管柱的扭矩与悬重，与过去利用间接方式测量扭矩与悬重相比具有测量精度高、无传递误差的优点。

Description

一种石油钻井无线悬重扭矩传感器
技术领域
本发明涉及一种用于油田石油钻井过程中对于钻杆管柱上悬重及扭矩的测量，具体涉及一种石油钻井无线悬重扭矩传感器。
背景技术
目前，油田使用的石油钻井过程中对于钻杆管柱上悬重的测量方法是在大绳尾端加传感器测量，这样测量就经过了定滑轮和动滑轮的力的传导，在传递过程中就会产生误差，并且在变化比较频繁时产生反应滞后或者反应不出变化。石油钻井过程中对于钻杆管柱上扭矩的测量方法是采用惰轮式转盘扭矩传感器。将转盘扭矩传感器安装在转盘驱动链条紧边下面，传感器上的惰轮顶起链条，形成一个夹角；当转盘对钻杆施加扭矩时，链条对惰轮产生一个与转盘扭矩成正比的向下作用力，此力通过传感器上的液压系统产生一个压力，再由连接管线传递到转盘扭矩指示仪的测力弹簧管上，弹簧管的自由端产生位移，通过放大机构带动表针偏转，从而指示出转盘扭矩。原有的方法都是通过间接方式来测量钻杆管柱的悬重和扭矩值，都会存在一定的传递误差。
发明内容
本发明目的就是提供一种石油钻井无线悬重扭矩传感器，解决上述现有技术存在的缺陷，同时提高钻杆管柱上悬重及扭矩的测量精度和准确度。
本发明的技术方案是：
一种石油钻井无线悬重扭矩传感器，由柱体、应变片、电池组、处理电路、无线发射模块以及保护外套组成，其特征在于：应变片贴在柱体上感应柱体的形变，保护外套套入柱体并固定在一起，电池组、处理电路、无线发射模块分别安装在保护外套内，电池组、应变片、处理电路、无线发射模块用导线连接成回路，所述柱体材质与钻杆管柱的材质一样。
所述的柱体两端分别设有一个内螺纹和外螺纹能与钻杆管柱内螺纹和外螺纹连接成一整体。
所述的保护外套由盒体和盒盖组成，盒体套在柱体上并固定，盒体与柱体相接触处都垫有O型圈。
所述的盒盖为绝缘材料，使无线发射模块的无线信号能传输。
本发明的石油钻井无线悬重扭矩传感器直接连接在石油钻井的钻杆管柱上，并随钻杆管柱一起旋转,在旋转过程中通过应变片测量与钻杆管柱相连的柱体一个形变量同时测量悬重及扭矩。
本发明的应变片贴在柱体上感应柱体的形变，将柱体的形变信号传给处理电路，处理电路将信号整形放大并进行模数转换，将数字信号通过无线发射模块无线方式传输给钻台显示单元。处理电路外有一个绝缘的盒盖，这样无线信号就可以向外传输，不被屏蔽。本发明的石油钻井无线悬重扭矩传感器机械结构就相当于一个短钻杆，它直接连接在石油钻井的钻杆管柱上，跟随石油钻井的钻杆管柱一起旋转，通过测量本身柱体的变形来测量整个石油钻井的钻杆管柱的悬重及扭矩，是通过一个柱体的形变量同时测量悬重及扭矩。
本发明的有益效果是：无线悬重扭矩传感器直接测量管柱的扭矩与悬重，与过去利用间接方式测量扭矩与悬重相比具有测量精度高、无传递误差的优点。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步描述，本发明的处理电路就是采用常规信号整形放大电路，直接购买得到，本发明的无线发射模块为现有结构，直接购买得到。
如图1所示，本发明由柱体1、应变片13、电池组6、处理电路12、无线发射模块11、盒盖7以及盒体5组成；将应变片13贴在柱体1上，然后将挡圈14用螺栓2连接到柱体1上，然后将盒体5从上端套入柱体1，分别用另一螺栓3将盒体5与柱体1、挡圈14固定在一起，盒体5与柱体1和挡圈14相接触处分别垫有O型圈(4、9)；将处理电路12、无线发射模块11和电池组6分别用螺钉10安装在盒体5内，且电池组6、应变片13、处理电路12、无线发射模块11用导线连接成回路，盒盖7与盒体5之间安装另一个O型圈8，石油钻井无线悬重扭矩传感器就组装完成。所述的柱体1两端分别设有一个内螺纹和外螺纹能与钻杆管柱内螺纹和外螺纹连接成一整体。所述的盒盖7为绝缘材料，使无线发射模块11的无线信号可以传输。
使用时，将本发明的石油钻井无线悬重扭矩传感器直接连接在石油钻井的钻杆管柱上，并随钻杆管柱一起旋转,由于本发明的应变片贴在柱体上感应柱体的形变，在旋转过程中通过应变片测量与钻杆管柱相连的柱体一个形变量同时测量悬重及扭矩，应变片将柱体的形变信号传给处理电路，处理电路将信号整形放大并进行模数转换，将数字信号通过无线发射模块无线方式传输给钻台显示单元。处理电路外有一个绝缘的盒盖，这样无线信号就可以向外传输，不被屏蔽；利用钻台显示单元与本发明的石油钻井无线悬重扭矩传感器通讯，就可以实时获得钻杆管柱的悬重和扭矩的数值。
柱体在钻杆管柱的重量作用下沿轴向产生形变，沿轴向贴的应变片随柱体产生形变，应变片的电阻也随之发生变化；柱体在钻杆管柱的旋转扭力作用下沿轴向45°产生形变，沿轴向45o贴的应变片随柱体的形变而产生形变，其电阻也随之发生变化，处理电路分别对变化的两种电阻值进行转换成电压值，经过处理电路的模数转换功能变成数字信号，数字信号经无线发射模块传输给钻台显示单元，钻台显示单元按已经刻度的计算方程将数字信号值转换成对应的钻杆管柱的悬重和扭矩的数值。

Claims (5)

1.一种石油钻井无线悬重扭矩传感器，由柱体、应变片、电池组、处理电路、无线发射模块以及保护外套组成，其特征在于：应变片贴在柱体上感应柱体的形变，保护外套套入柱体并固定在一起，电池组、处理电路、无线发射模块分别安装在保护外套内，电池组、应变片、处理电路、无线发射模块用导线连接成回路，所述柱体的材质与钻杆管柱的材质一样。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻井无线悬重扭矩传感器,其特征在于：所述的柱体两端分别设有一个内螺纹和外螺纹能与钻杆管柱内螺纹和外螺纹连接成一整体。
3.根据权利要求1或2所述的一种石油钻井无线悬重扭矩传感器,其特征在于：所述的保护外套由盒体和盒盖组成，盒体套在柱体上并固定，盒体与柱体相接触处都垫有O型圈。
4.根据权利要求3所述的一种石油钻井无线悬重扭矩传感器,其特征在于：所述的盒盖为绝缘材料，使无线发射模块的无线信号能传输。
5.根据权利要求1所述的一种石油钻井无线悬重扭矩传感器,其特征是：石油钻井无线悬重扭矩传感器直接连接在石油钻井的钻杆管柱上，并随钻杆管柱一起旋转,在旋转过程中通过一个形变体测量钻杆管柱的悬重及扭矩值。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112832747A (zh) * 2020-12-24 2021-05-25 山东科技大学 内外环嵌套式压扭传感器弹性体结构及感应元件密封方法
DE102021117286A1 (de) 2021-07-05 2023-01-05 Dalog Diagnosesysteme Gmbh Drehmomentmessenrichtung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202350960U (zh) * 2011-10-31 2012-07-25 张龙 一种无线力矩检测装置
CN104677535A (zh) * 2015-02-15 2015-06-03 浙江理工大学 一种六方轴动态扭矩测试传感器
CN105051511A (zh) * 2013-02-14 2015-11-11 舍弗勒技术股份两合公司 转矩测量装置
CN205066984U (zh) * 2015-11-02 2016-03-02 邹奇峰 一种扭矩测量轴
CN105784226A (zh) * 2016-03-25 2016-07-20 西南石油大学 一种用于旋转轴工作扭矩实时准确测量和监测的新方法
CN106461067A (zh) * 2014-06-16 2017-02-22 洛德公司 用于可旋转轴的扭矩监测系统
CN206223335U (zh) * 2016-11-14 2017-06-06 苏州卡迪姆电子科技有限公司 动态扭矩感测装置
CN207194883U (zh) * 2017-07-21 2018-04-06 上海欧申科技有限公司 钻杆参数仪

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202350960U (zh) * 2011-10-31 2012-07-25 张龙 一种无线力矩检测装置
CN105051511A (zh) * 2013-02-14 2015-11-11 舍弗勒技术股份两合公司 转矩测量装置
CN106461067A (zh) * 2014-06-16 2017-02-22 洛德公司 用于可旋转轴的扭矩监测系统
CN104677535A (zh) * 2015-02-15 2015-06-03 浙江理工大学 一种六方轴动态扭矩测试传感器
CN205066984U (zh) * 2015-11-02 2016-03-02 邹奇峰 一种扭矩测量轴
CN105784226A (zh) * 2016-03-25 2016-07-20 西南石油大学 一种用于旋转轴工作扭矩实时准确测量和监测的新方法
CN206223335U (zh) * 2016-11-14 2017-06-06 苏州卡迪姆电子科技有限公司 动态扭矩感测装置
CN207194883U (zh) * 2017-07-21 2018-04-06 上海欧申科技有限公司 钻杆参数仪

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112832747A (zh) * 2020-12-24 2021-05-25 山东科技大学 内外环嵌套式压扭传感器弹性体结构及感应元件密封方法
DE102021117286A1 (de) 2021-07-05 2023-01-05 Dalog Diagnosesysteme Gmbh Drehmomentmessenrichtung

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