CN112758851B - 一种拉力监测装置以及电缆拉力监测测井绞车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及地质测井技术领域，特别涉及一种拉力监测装置以及电缆拉力监测测井绞车。所述电缆拉力监测测井绞车包括支架以及设置于支架上的绞盘，还包括设置于支架底部的直线导轨滑台和拉力传感器；所述直线导轨滑台包括滑台底板以及架设于滑台底板上的光滑导轨；所述支架的底面与光滑导轨滑动连接；所述拉力传感器一端与滑台底板连接，另一端与支架的底面连接。本发明提供的电缆拉力监测测井绞车，能够实时监测电缆拉力值从而准确判断出测井探管的运行状态，并及时对异常情况进行处理，因此其可准确获取井深等信息，并有效防止安全事故的发生。

Description

一种拉力监测装置以及电缆拉力监测测井绞车

技术领域

本发明涉及地质测井技术领域，特别涉及一种拉力监测装置以及电缆拉力监测测井绞车。

背景技术

测井是地质勘探工作中最重要的工作之一，钻探揭露结束后，及时开展测井工作，通过对测井资料的综合处理及解释，为矿产资源量估算提供重要依据。

由于缺乏电缆拉力监测装置，测井作业过程中，无法及时准确判断出测井探管的运行状态，并及时对异常情况及时进行处理，从而可能造成安全事故。测井作业过程中，随着测井深度的增加，井下部分(电缆和探管)的重量逐渐变大，即电缆拉力逐渐增大，但探管的重量占比是逐渐减少的，因此，当探管触底时，作业人员无法通过直观感觉准确判断出真实井深。其次，测井探管在下放时，无法及时准确判断出其是否卡死或触底，造成电缆继续下放堆积在孔内，造成事故。最后，测井探管上提过程中，无法快速准确判断出是否出现探棒受卡现象，容易发生电缆超负荷运转造成断裂或设备倾倒等安全事故。

申请号为：CN201821407533.1，公开日为20180830的实用新型专利，公开了一种测井绞车自动限速装置，包括设置在绞车本体上的滚筒、显示滚筒即时转速的绞车面板、控制滚筒工作的控制单元和设置在滚筒两侧限制滚筒转动的制动闸，所述绞车面板与控制单元的输入端电连接，控制单元的输出端与制动闸电连接，该实用新型有效解决绞车超速的技术问题，防止绞车溜车现象的发生，其控制精确度高、响应迅速快，提高了施工过程的安全性。但由上述可知该实用新型只公开了对绞车的电缆放置速度，即滚筒转速的监测和自动控制方案，并无相应对电缆拉力的监测方案以解决电缆卡死或触底，造成电缆继续下放堆积造成事故以及电缆上提过程中探棒受卡造成安全事故的问题。

发明内容

由于缺乏线缆拉力监测装置,无法对线缆拉力进行监测，测井作业过程中无法及时准确判断出测井探管的运行状态，并及时对异常情况及时进行处理，导致造成安全事故的问题。

本发明提供一种拉力监测装置，所述装置包括支架以及设置于支架上的绞盘，还包括设置于支架底部的直线导轨滑台和拉力传感器；所述直线导轨滑台包括滑台底板以及架设于滑台底板上的光滑导轨；所述支架的底面与光滑导轨滑动连接；所述拉力传感器一端与滑台底板连接，另一端与支架的底面连接。

本发明还提供一种电缆拉力监测测井绞车，所述绞车包括支架以及设置于支架上的绞盘，还包括设置于支架底部的直线导轨滑台和拉力传感器；所述直线导轨滑台包括滑台底板以及架设于滑台底板上的光滑导轨；所述支架的底面与光滑导轨滑动连接；所述拉力传感器一端与滑台底板连接，另一端与支架的底面连接。

在上述方案的基础上，进一步地，其设置有驱动绞盘转动的驱动装置和电控系统；所述拉力传感器以及所述驱动装置均与电控系统电连接。

在上述方案的基础上，进一步地，其还设置有光电编码器，电缆的下放端穿过光电编码器，以使光电编码器测量电缆的下放速度；所述光电编码器与电控系统电连接。

在上述方案的基础上，进一步地，其还设置有PC机，所述PC机与电控系统电连接。

在上述方案的基础上，进一步地，所述驱动装置为驱动电机。

在上述方案的基础上，进一步地，所述光滑导轨上还设置有滑块；所述光滑导轨为圆柱结构，所述滑块内设有与光滑导轨适配的圆柱形孔洞，以使滑块可插设于光滑导轨上沿光滑导轨滑动；所述支架的底面通过与所述滑块连接，使支架的底面与光滑导轨滑动连接。

在上述方案的基础上，进一步地，所述滑块上连接有支撑板，所述支架通过螺丝紧固件与所述支撑板可拆卸连接。

在上述方案的基础上，进一步地，设置有至少两个相互平行的光滑导轨，所述光滑导轨均匀排布于所述滑台底板。

在上述方案的基础上，进一步地，所述绞盘后侧还设置有两个位置相切的第一辅助滚轮和第二辅助滚轮；所述电缆下放端从第一辅助滚轮和第二辅助滚轮中间穿过；所述光电编码器设置于第一辅助滚轮的轴心位置。

本发明提供的一种拉力监测装置，能够监测缠绕于绞盘上的线缆在下放作业时的拉力，用于实时监测线缆的运行状态，以免线缆损坏。本发明还提供电缆拉力监测测井绞车，能够实时监测电缆拉力值从而准确判断出测井探管的运行状态，当测井探管触底、卡死或出现异常状况时，能够及时对异常情况进行处理，防止发生电缆在井内堆积或电缆超负荷运转造成断裂、设备倾倒等安全事故。且根据获取测井探管触底情况，通过简单综合分析处理，可准确提取测井时的井深信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的实施例1的立体结构示意图；

图2为本发明提供的实施例1的直线导轨滑台的爆炸图；

图3为本发明提供的实施例1的立体结构示意图。

附图标记：

100绞盘 200电缆 300驱动装置

400直线导轨滑台 500拉力传感器 600光电编码器

700电控系统 800PC机 900测井探管

110支架 120第一辅助滚轮 130第二辅助滚轮

420光滑导轨 430支撑板 410滑台底板

421滑块

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明提供如图1-3实施例1所示的电缆拉力监测测井绞车，所述绞车包括支架110以及设置于支架110上的绞盘100，还包括设置于支架110底部的直线导轨滑台400和拉力传感器500；所述直线导轨滑台400包括滑台底板410以及架设于滑台底板410上的光滑导轨420；所述支架110的底面与光滑导轨420滑动连接；所述拉力传感器500一端与滑台底板410连接，另一端与支架110的底面连接。

具体地，在测井作业时，操作人员将电缆200缠绕于绞盘100，电缆200一端固定于绞盘100，其另一端，即电缆200下放端连接测井探管900进行测井工作。电缆200下放过程中，因电缆200和连接在电缆200下放端的测井探管900的重力作用，对所述电缆200和所述绞车产生了拉力作用，因支架110和光滑导轨420滑动连接，而拉力传感器500连接支架110和滑台底板410，通过作用力与反作用力原理，支架110与滑台底板410之间通过拉力传感器500连接产生一个与电缆200拉力相当的力，并通过拉力传感器500对该力值进行感应。其中，因支架110和光滑导轨420滑动连接，该力值测定忽略光滑导轨420与支架110之间的摩擦力。所述绞车通过上述拉力传感器500感应到电缆200拉力，实现对电缆200拉力的实时监测。其中，拉力传感器500电连接外部处理器，以使操作人员获取电缆200拉力信息。所述外部处理器可为电连接有显示或预警报警模块的PLC控制器、或带有显示功能的多功能控制箱等现有装置。根据上述设计构思，本领域技术人员可采用其他现有装置，用于对拉力传感器500的电信号进行处理显示，以使操作人员实时获取电缆200拉力信息和测井探管900运行状态，包括但不限于上述装置。所述拉力传感器500也为现有技术，其工作原理不再进行累述，本领域技术人员根据上述设计构思，可根据测试精度需求选择合适的拉力传感器500型号。

其中，所述滑台底板410用于安装设置直线导轨滑台400和拉力传感器500，所述滑台底板410可为独立的底板结构，也可为其他装置或平台上的直线导轨滑台400和拉力传感器500的安装设置平面，如操作台台面或放置地板平面等，包括但不限于上述方式。

根据拉力传感器500实时感应电缆200的力值，可以准确判断测井探管900是否出现触底，进行相应分析处理，从而能够准确判断得出井深信息；并且通过实时监测电缆200拉力力值和其变化过程，可判断出测井探管900出现触底或卡死的情况，从而能够及时对电缆的下放进行处理，如此既有效防止触底后电缆200继续下放造成事故的发生，又防止测井探管900受卡后继续提拉造成电缆200断裂和设备倾倒等安全事故的发生；且当发生其他异常情况导致电缆拉力异常时，也能及时获取异常情况信息并进行处理。

所述绞车采用拉力传感器500和直线导轨滑台400进行配合使用，可以实现拉力传感器500准确、稳定地实时感应到支架110与滑台底板410之间产生的与电缆200拉力相当的力，以实现对电缆200拉力的实时监测从而防止安全事故的发生。

优选地，所述绞车设置有驱动绞盘100转动的驱动装置300和电控系统700，所述拉力传感器500以及所述驱动装置300均与电控系统700电连接。

在测井作业过程中，驱动装置300驱动绞盘100转动使电缆200下放，拉力传感器500将感应到的电缆200拉力转化为电信号输出至电控系统700，实现对电缆200拉力的实时监测，所述电控系统700根据拉力传感器500实时传输过来的电信号以及预先设定的安全拉力限值等信息，通过预先编设的程序进行相应分析处理后判断测井探管900触底或卡死，则电控系统700将控制驱动装置300的运行，从而控制绞盘100的运行状态，如此既有效防止触底后电缆200继续下放造成事故的发生，又防止测井探管900受卡后继续提拉造成电缆200断裂和设备倾倒等安全事故的发生；且当电控系统处理分析后判断发生其他异常情况导致电缆拉力异常时，能够及时进行预警和自动控制。所述绞车通过上述设置，能够根据电缆200力值的实时监测数据自动控制绞车运行状态，防止事故发生。

其中，电控系统700为现有技术，其具有可编程存储器功能，用于内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。其对数据处理和对各类机械或生产过程控制的工作原理不再加以累述。

优选地，所述绞车还设置有光电编码器600，电缆200的下放端穿过光电编码器600，以使光电编码器600测量电缆200的下放速度；所述光电编码器600与电控系统700电连接。

设置所述电缆200穿过所述光电编码器600，在测井作业过程中，光电编码器600感应电缆200下放速度，并且光电编码器600将电缆200的下放速度信息，转化为电信号传输至电控系统700进行处理分析得出测井速度，进而电控系统700可根据接收的光电编码器600电信号控制驱动装置300运行，从而控制所述绞车的绞盘100运转速度来调整测井速度。通过设置光电编码器600实现对测井速度的实时监控和自动控制。

所述光电编码器600为现有技术，其工作原理不再进行累述，本领域技术人员根据上述设计构思，可根据测试精度需求选择合适的型号。

优选地，还设置有PC机800，所述PC机800与电控系统700电连接。

在测井作业作业过程中，操作人员通过电缆200下放端连接测井探管900进行测井工作，其中通过电缆200与电控系统700电连接以传送测井探管900的信号。所述测井探管900收集的信息转化为电信号，通过电缆200将电信号传输至与电缆200电连接的电控系统700，通过拉力传感器500和光电编码器600将感应的电缆拉力信息和测井速度信息转化为电信号传输至电控系统700。

所述PC机800与电控系统700电连接，所述PC机800内已编设有相应系统程序软件，电控系统700将上述接收信息进行处理后传输至PC机800，PC机800可对接收的信息进行显示、存储和再分析处理，从而直观便捷地实时监测电缆拉力值、测井速度及变化情况等信息。因此既可准确直观获取测井时的水位信号、测井速度及井深信息，又可便捷直观监测测井探管900在井下的运行状态，从而判断孔内是否存在塌孔掉块或测井探管900卡死等异常状况，以便作业人员及时实施应对措施；且操作人员可通过PC机800进行指令下发以及设置相关的参数阈值等，进而PC机800将外部输入的信号传输至电控系统700对绞车运行进行控制，实现人机交互管理。

根据上述设计构思，本领域技术人员可采用其他具备存储、显示和下发控制指令等功能的现有装置，包括但不限于上述PC机800。

优选地，所述驱动装置300为驱动电机。所述驱动装置300采用驱动电机，所述电控系统700通过控制驱动电机的三相电源的输出值，即可控制电机的运行状态，如电机正转、停止和反转状态，从而实现对测井绞车运行状态的自动控制。

优选地，所述光滑导轨420上还设置有滑块421；所述光滑导轨420为圆柱结构，所述滑块421内设有与光滑导轨420适配的圆柱形孔洞，以使滑块421可插设于光滑导轨420上沿光滑导轨420滑动；所述支架110的底面通过与所述滑块421连接，使支架110的底面与光滑导轨420滑动连接。

通过设置滑块421与光滑导轨420连接，减少连接位点，使支架110与光滑导轨420之间相对运动摩擦力更小，提高电缆拉力监测的准确性。且所述光滑导轨420采用圆柱结构设计，所述滑块421内设有与光滑导轨420适配的圆柱形孔洞用于连接光滑导轨420。采用该圆柱结构设计，进一步提高电缆拉力监测的准确性。

根据上述设计构思，本领域技术人员可采用其他滑动连接设计，如采用滑动滚轮和光滑导轨420滑动连接的设计，包括但不限于上述滑动连接设计方式。

优选地，所述滑块421上连接有支撑板430，所述支架110通过螺丝紧固件与所述支撑板430可拆卸连接。

通过螺丝紧固件连接所述支撑板430和支架110，二者连接稳定牢固且可拆卸，便于后续所述绞车的维护保养和重新组装。

优选地，设置有至少两个相互平行的光滑导轨420，所述光滑导轨420均匀排布于所述滑台底板410。

设计至少两个相互平行的光滑导轨420均匀排布于滑台底板410，提高所述绞车运行时的装置稳定性，防止电缆下放时，支撑板430出现晃动不稳定情况。本领域技术人员根据上述构思，可根据绞车尺寸大小等因素选择合适的滑轨的数量。

优选地，所述绞盘100后侧还设置有两个位置相切的第一辅助滚轮120和第二辅助滚轮130；所述电缆200下放端从第一辅助滚轮120和第二辅助滚轮130中间穿过；所述光电编码器600设置于第一辅助滚轮120的轴心位置。

采用第一辅助滚轮120和第二辅助滚轮130配合，对电缆200的下放传输进行导向和位置固定，便于使用。且将光电编码器600设置于第一辅助滚轮120的轴心位置，通过电缆200下放时第一辅助滚轮120相对转动，使光电编码器600对电缆200下放速度进行感应，该设计方式结构简单，感应效果佳。

优选地，所述拉力传感器500为S型NTJL-高精度拉压力传感器。所述光电编码器600为SG的光电脉冲信号发生器，每转一周产生个方波脉冲。采用该S型NTJL-高精度拉压力传感器和SG的光电脉冲信号发生器，拉力传感器500和光电编码器600的精度高，感应和测定数据准确度高。

尽管本文中较多的使用了诸如绞盘、电缆、驱动装置等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种拉力监测装置，包括支架（110）以及设置于支架（110）上的绞盘（100），其特征在于：还包括设置于支架（110）底部的直线导轨滑台（400）和拉力传感器（500）、驱动绞盘（100）转动的驱动装置（300）、光电编码器（600）、电控系统（700）；

所述直线导轨滑台（400）包括滑台底板（410）以及架设于滑台底板（410）上的光滑导轨（420）；所述光滑导轨（420）上还设置有滑块（421）；所述光滑导轨（420）为圆柱结构，所述滑块（421）内设有与光滑导轨（420）适配的圆柱形孔洞，以使滑块（421）可插设于光滑导轨上沿光滑导轨（420）滑动；所述支架（110）的底面通过与所述滑块（421）连接，使支架（110）的底面与光滑导轨（420）滑动连接；

所述拉力传感器（500）一端与滑台底板（410）连接，另一端与支架（110）的底面连接；

所述绞盘（100）上的电缆（200）的下放端穿过光电编码器（600），以使光电编码器（600）测量电缆（200）的下放速度；

所述拉力传感器（500）、光电编码器（600）以及所述驱动装置（300）均与电控系统（700）电连接。

2.一种电缆拉力监测测井绞车，其特征在于：所述绞车设置有如权利要求1所述的拉力监测装置。

3.根据权利要求2所述的一种电缆拉力监测测井绞车，其特征在于：还设置有PC机（800），所述PC机（800）与电控系统（700）电连接。

4.根据权利要求2所述的一种电缆拉力监测测井绞车，其特征在于：所述驱动装置（300）为驱动电机。

5.根据权利要求2所述的一种电缆拉力监测测井绞车，其特征在于：所述滑块（421）上连接有支撑板（430），所述支架（110）通过螺丝紧固件与所述支撑板（430）可拆卸连接。

6.根据权利要求2所述的一种电缆拉力监测测井绞车，其特征在于：设置有至少两个相互平行的光滑导轨（420），所述光滑导轨（420）均匀排布于所述滑台底板（410）。

7.根据权利要求4所述的一种电缆拉力监测测井绞车，其特征在于：所述绞盘（100）后侧还设置有两个位置相切的第一辅助滚轮（120）和第二辅助滚轮（130）；

所述电缆（200）下放端从第一辅助滚轮（120）和第二辅助滚轮（130）中间穿过；所述光电编码器（600）设置于第一辅助滚轮（120）的轴心位置。