CN114166500A - 井架承载能力检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种井架承载能力检测装置，该井架承载能力检测装置包括应变传感器和至少两个支架，每个支架均包括一个夹头，应变传感器分别与各夹头连接，各夹头的同侧分别设置有可调节与对应的夹头之间距离的锁止块，分别调节各锁止块与对应的夹头之间的距离，以使锁止块与对应的夹头相配合夹紧并固定于待检测井架上。本发明解决了对石油钻修井机井架的承载能力检测过程复杂、操作不便，且易对传感器元件造成损坏的技术问题。

Description

井架承载能力检测装置

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，进一步的，涉及一种井架承载能力检测装置，尤其涉及一种用于石油钻修井机设备检测评估过程中可快速拆装的井架承载能力检测装置。

背景技术

现阶段，在对石油钻修井机井架承载能力的检测评估过程中，通常需要频繁的将应变采集元件按要求固定在不同待检井架的指定位置，以确保采集数据的可靠性和准确性。

由于现有的应变采集元件主要是以惠斯顿原理为理论基础的泊片式应变片和工具式应变传感器。其中，泊片式应变片需要通过粘合剂粘贴在待检测点，不仅操作复杂，而且该种方法中泊片式应变片无法重复利用；工具式应变传感器虽然能重复使用，但需要在井架上设置专用的安装座或是粘贴在待检表面，而该种方法的缺点在于：一方面现有的在役钻修井机井架不具备设置安装座的条件；另一方面，粘贴在待检表面的工具式应变传感器虽然可拆卸，但是在拆装过程中极易造成传感器的损坏，工具式应变传感器单价高，无法适应频繁的拆装作业。

针对相关技术中对石油钻修井机井架的承载能力检测过程复杂、操作不便，且易对传感器元件造成损坏的问题，目前尚未给出有效的解决方案。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种井架承载能力检测装置，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种井架承载能力检测装置，结构简单、拆装方便，且避免拆装过程中对传感器元件造成损坏，可在不同的井架上重复使用，具有更好的适用性。

本发明的目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种井架承载能力检测装置，所述井架承载能力检测装置包括应变传感器和至少两个支架，其中：每个所述支架均包括一个夹头，所述应变传感器分别与各所述夹头连接，各所述夹头的同侧分别设置有可调节与对应的所述夹头之间距离的锁止块，分别调节各所述锁止块与对应的所述夹头之间的距离，以使所述锁止块与对应的所述夹头相配合夹紧并固定于待检测井架上。

在本发明的一较佳实施方式中，两所述夹头间隔排布，所述应变传感器的两端分别与两所述夹头连接，且任一所述夹头的内部设置有数据线，所述数据线的一端与所述应变传感器的检测信号输出端连接，所述数据线的另一端伸出至所述夹头的外部并与主机的检测信号接收端连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述应变传感器包括传感器本体和传感器壳体，所述传感器壳体位于两所述夹头之间，且所述传感器壳体分别与两所述夹头之间留有第一间隙；所述传感器本体为长条状的弹性体，所述传感器本体的两端分别与两所述夹头连接，所述传感器壳体固定套设于所述传感器本体的外部，在所述传感器本体上设置有检测电路，所述数据线与所述检测电路连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述传感器本体与所述传感器壳体的内壁之间留有第二间隙，且在所述间隙中填充有粘合剂。

在本发明的一较佳实施方式中，所述夹头和所述锁止块上分别设置有多个第一凸台和多个第二凸台，当所述锁止块与对应的所述夹头夹紧并固定于所述待检测井架上时，各所述第一凸台和各所述第二凸台分别与所述待检测井架的外壁抵接。

在本发明的一较佳实施方式中，每个所述支架还包括一个连接板和一个连接块，所述连接板的两端分别与所述夹头和所述连接块连接，所述锁止块位于所述夹头与所述连接块之间，所述连接块上设置有能沿自身轴向移动的螺杆，所述螺杆与所述连接块之间通过螺旋结构连接，且所述螺杆与所述锁止块连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述锁止块包括锁止块本体和锁止压块，所述锁止压块设置于所述锁止块本体与所述连接块之间，所述锁止压块与所述锁止块本体连接，所述螺杆的一端穿过所述连接块并与所述锁止压块铰接，所述螺杆的另一端设置有加力杆。

在本发明的一较佳实施方式中，所述螺杆的端部设置有加力块，所述加力块上开设有加力孔，所述加力杆能滑动地插接于所述加力孔内。

在本发明的一较佳实施方式中，所述锁止块本体上设置有多根滑杆，所述锁止压块能滑动地设置于各所述滑杆上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述锁止压块与所述锁止块本体之间设置有至少一个防松弹簧。

由上所述，本发明的井架承载能力检测装置的特点及优点是：在两夹头之间设置有应变传感器，并在两夹头的同侧分别设置有可调节与夹头之间距离的锁止块，在对井架的承载能力进行检测的过程中，通过调节锁止块与夹头之间的距离可使检测装置夹紧并固定于待检测井架的外壁上，利用工作过程中应变传感器自身长度的变化而导致应变片的阻值发生变化的应变原理，对井架的形变幅度进行检测，即可获得计算石油钻修井机井架的承载能力所需的检测数据；另外，根据井架待检测位置的宽度的不同，通过调节锁止块与夹头之间的距离即可使检测装置在不同的待检测井架上重复使用，具有更好的适用性；在使用后，仅通过调节锁止块与夹头之间的距离即可将检测装置从井架上拆卸下来，方便快捷，整个过程中均不会对应变传感器进行单独的拆装操作，避免应变传感器的损坏，有效延长检测装置的使用寿命。

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：为本发明井架承载能力检测装置的结构示意图之一。

图2：为本发明井架承载能力检测装置的结构示意图之二。

图3：为本发明井架承载能力检测装置对井架检测状态下的结构示意图。

本发明中的附图标号为：

1、支架； 101、夹头；

1001、第一凸台； 102、连接板；

103、连接块； 2、应变传感器；

201、传感器本体； 202、传感器壳体；

3、数据线； 4、螺杆；

5、锁止压块； 6、锁止块本体；

601、第二凸台； 7、防松弹簧；

8、加力块； 9、加力杆；

10、待检测井架； 11、滑杆；

12、锁止块。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1至图3所示，本发明提供了一种井架承载能力检测装置，该井架承载能力检测装置包括应变传感器2和至少两个支架1，其中：每个支架1均包括一个夹头101，应变传感器2分别与各夹头101连接，各夹头101的同侧分别设置有可移动的锁止块12，锁止块12的数量与夹头101的数量相同，且各锁止块12与各夹头101一一对应，通过移动锁止块12的位置可分别调节各锁止块12与对应的夹头101之间的距离，以使锁止块12与对应的夹头101相配合能够夹紧并固定于待检测井架10的外表面上。

本发明在两夹头101之间设置应变传感器2，并在两夹头101的同侧分别设置有可调节与夹头101之间距离的锁止块12，在对待检测井架10的承载能力进行检测的过程中，通过调节锁止块12与夹头101之间的距离可使检测装置夹紧并固定于待检测井架10的外壁上，利用工作过程中应变传感器2自身长度的变化而导致应变片的阻值发生变化的应变原理，对待检测井架10的形变幅度进行检测，即可获得计算石油钻修井机井架的承载能力所需的检测数据；另外，根据井架待检测位置的宽度的不同，通过调节锁止块12与夹头101之间的距离即可使检测装置在不同的待检测井架10上重复使用，具有更好的适用性；在使用后，仅通过调节锁止块12与夹头101之间的距离即可将检测装置从井架上拆卸下来，方便快捷，整个过程中均不会对应变传感器2进行单独的拆装操作，避免应变传感器2的损坏，有效延长检测装置的使用寿命。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图3所示，夹头101为矩形块状结构，两夹头101沿同一方向放置且间隔排布，应变传感器2为长条状结构，应变传感器2的两端分别与两夹头101连接，且在任一夹头101的内部设置有数据线3，数据线3的一端与应变传感器2的检测信号输出端连接，数据线3的另一端伸出至夹头101的外部并与主机的检测信号接收端连接。应变传感器2将采集到的检测信号通过数据线3传输至主机，工作人员通过主机上显示的数据即可获得计算石油钻修井机井架的承载能力所需的检测数据。

具体的，如图1至图3所示，应变传感器2包括传感器本体201和传感器壳体202，传感器壳体202为内部形成有空心的长条状结构，传感器壳体202位于两夹头101之间，且传感器壳体202分别与两夹头101之间留有第一间隙；传感器本体201为长条状的弹性体，传感器本体201固定设置于传感器壳体202内，且传感器本体201的一端嵌入于一夹头101的内部并与该夹头101刚性连接，传感器本体201的另一端嵌入于另一夹头101的内部并与该夹头101刚性连接，在传感器本体201上设置有检测电路，数据线与检测电路连接。其中，检测电路包括但不限于在传感器本体201上粘贴有多个应变片，并由各应变片与导线连接形成的惠斯顿电桥。在检测过程中，由于待检测井架10的形变会使传感器本体201的长度发生变化(拉伸或者压缩)，从而使得应变片的阻值发生变化，在施加在惠斯顿电桥上的桥压作用下，输出信号电压产生变化，将该变化的电压以检测信号的形式传输至主机。

进一步的，传感器本体201与传感器壳体202的内壁之间留有第二间隙(即：传感器本体201与传感器壳体202的内壁之间不直接接触)，且在第二间隙中通过填充有粘合剂对传感器本体201在传感器壳体202内的位置进行固定。既保证了传感器本体201在传感器壳体202内的位置稳固，又避免传感器本体201与传感器壳体202的内壁之间相接触而对检测信号产生影响，提高检测的精准度。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图3所示，夹头101上设置有多个第一凸台1001，锁止块12上设置有多个第二凸台601，各第一凸台1001以及各第二凸台601均朝向待检测井架10的方向(对待检测井架10夹持状态下)，当锁止块12与对应的夹头101夹紧并固定于待检测井架10上时，各第一凸台1001和各第二凸台601分别与待检测井架10的外壁抵接，从而提高夹头101与锁止块12对待检测井架10夹持的稳定性，确保固定可靠。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图3所示，每个支架1还包括一个连接板102和一个连接块103，连接板102的一端与夹头101的一侧边缘连接，连接板102的另一端与连接块103的一侧边缘连接，锁止块12能移动地设置于夹头101与连接块103之间，连接块103上设置有能沿自身轴向移动的螺杆4，螺杆4与连接块103之间通过螺旋结构连接，且螺杆4的一端与锁止块12连接。工作人员通过旋拧螺杆4即可调节螺杆4与连接块103的连接位置，进而对锁止块12的移动位置进行调节，以达到调节夹头101与锁止块12之间距离的目的。其中，螺旋结构包括但不限于开设于连接块103上的螺纹孔，螺杆4设置于螺纹孔内，螺杆4的外螺纹与螺纹孔的内螺纹配合连接。工作人员通过旋拧螺杆4即可调节螺杆4与连接块103的连接位置，进而对锁止块12的移动位置进行调节，以达到调节夹头101与锁止块12之间距离的目的。

进一步的，如图1至图3所示，锁止块12包括锁止块本体6和锁止压块5，锁止块本体6和锁止压块5均为矩形块状结构，锁止压块5位于锁止块本体6与连接块103之间，各第二凸台601位于锁止块本体6上且远离锁止压块5方向的侧壁上，锁止压块5与锁止块本体6连接，螺杆4的一端穿过连接块103上的螺纹孔并与锁止压块5铰接，螺杆4的另一端设置有加力杆9，通过加力杆9便于工作人员手动旋转螺杆4，节省体力；另外，由于螺杆4与锁止压块5之间的连接关系为铰接，工作人员在对螺杆4进行旋转操作过程中，锁止压块5以及锁止块本体6仅沿螺杆4的轴向移动，锁止压块5以及锁止块本体6自身并不发生旋转运动。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图3所示，螺杆4的端部设置有圆柱状的加力块8，加力块8上开设有贯穿加力块8的加力孔，加力孔的轴向与螺杆4的轴向相垂直，且加力杆9能滑动地插接于加力孔内，以达到加力杆9与加力块8滑动连接的目的。

进一步的，如图1至图3所示，加力杆9的两端分别设置有第一防脱螺母，对加力杆9的滑动位置起到限位的作用，以防止加力杆9从加力孔中滑脱。

进一步的，加力块8与螺杆4可为但不限于一体成型结构。

在本发明的一个可选实施例中，如图1至图3所示，锁止块本体6上设置有多根滑杆11，锁止压块5能滑动地设置于各滑杆11上，以使锁止压块5能沿滑杆11滑动。

具体的，可在锁止压块5上开设有多个第一通孔(未示出)，锁止块本体6上且与各第一通孔相对的位置开设有多个第二通孔，各第一通孔和对应的第二通孔内插入有滑杆11，且将各滑杆11分别固定于对应的第二通孔内(也可不开设第二通孔，而将各滑杆11直接与锁止块本体6的侧壁固定连接)，各滑杆11上靠近锁止压块5的一端分别设置有第二防脱螺母，对锁止压块5的滑动位置起到限位的作用；锁止压块5的一侧外壁的中间位置与螺杆4的一端铰接，锁止压块5的另一相对侧外壁与锁止块本体6之间设置有至少一个防松弹簧7。在夹头101与锁止块本体6相配合对待检测井架10进行加紧固定状态下，可通过防松弹簧7向锁止块本体6施加弹力，从而将靠近夹头101方向挤压锁止块本体6，增加夹头101与锁止块本体6之间的夹紧力，避免由于夹持位置松动而发生检测装置脱落的情况；另外，防松弹簧7的设置，还可对锁止压块5施加压力(与向锁止块本体6施加的压力方向相反)，从而使螺杆4上的外螺纹与螺纹孔内壁上的内螺纹之间存在一定的轴向压力，对螺杆4起到锁止作用。

进一步的，当防松弹簧7的数量为一个时，可将防松弹簧7设置于锁止压块5与锁止块本体6的中心位置；当防松弹簧7的数量为多个时，可将各防松弹簧7均匀布设于锁止压块5与锁止块本体6之间，确保施力均匀。

在本发明的一个可选实施例中，螺杆4与锁止压块5之间通过哈弗结构铰接，哈弗结构包括设置于螺杆4端部的球体以及固定于所述锁止压块5上的两个半环状的铰接件，将两铰接件具有凹槽的一侧相对设置以形成环形，且凹槽的横截面呈与球体的弧度相同的弧形，螺杆4端部的球体能活动地嵌设于两铰接件形成的环形结构内，以达到螺杆4与锁止压块5的铰接。哈弗结构铰接的设置，既保证了螺杆4与锁止压块5之间的铰接关系，又使得螺杆4与锁止压块5之间方便拆装。

本发明的使用过程为：当需要对待检测井架10的承载能力进行检测时，将待检测井架10的待检测位置表面及本发明的锁止面(即：夹头101以及锁止块12与待检测井架10相接触位置)清理干净；工作人员手动旋转两支架1上的加力杆9，使螺杆4旋转并推动锁止块本体6和锁止压块5同步移动至锁止块本体6上的第二凸台601以及夹头101上的第一凸台1001均与待检表面相接触，继续旋转螺杆4以使锁止压块5沿滑杆11向靠近锁止块本体6方向滑动，锁止压块5推动防松弹簧7逐渐压缩，防松弹簧7进而向锁止块本体6施加压力，从而使得各锁止块本体6与对应的夹头101相配合，将应变传感器2固定于待检测井架10的表面；在检测过程中，由于待检测井架10的形变会使传感器本体201的长度发生变化(拉伸或者压缩)，从而使得应变片的阻值发生变化，在施加在惠斯顿电桥上的桥压作用下，输出信号电压产生变化，将该变化的电压以检测信号的形式传输至主机。当检测结束后，工作人员手动反向旋转螺杆4，各锁止块本体6与对应的夹头101之前的距离增大，即可快速将应变传感器2从待检测井架10上拆卸下来，而避免对应变传感器2造成损坏。

本发明的井架承载能力检测装置的特点及优点是：

一、该井架承载能力检测装置通过调节锁止块12与夹头101之间的距离即可使检测装置夹紧并固定于待检测井架10的外壁上，并通过应变传感器2对石油钻修井机井架的承载能力进行检测，将检测信号传输至主机，便于拆卸，自动化程度高。

二、该井架承载能力检测装置，通过调节锁止块12与夹头101之间的距离可适配不同待检测井架以及待检测宽度不同的位置，本发明的井架承载能力检测装置可重复使用，节省成本，具有更好的适用性。

三、该井架承载能力检测装置，仅通过调节锁止块12与夹头101之间的距离即可将检测装置从井架上拆卸下来，方便快捷，整个过程中均不会对应变传感器2进行单独的拆装操作，避免应变传感器2的损坏，有效延长检测装置的使用寿命。

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出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种井架承载能力检测装置，其特征在于，所述井架承载能力检测装置包括应变传感器和至少两个支架，其中：每个所述支架均包括一个夹头，所述应变传感器分别与各所述夹头连接，各所述夹头的同侧分别设置有可调节与对应的所述夹头之间距离的锁止块，分别调节各所述锁止块与对应的所述夹头之间的距离，以使所述锁止块与对应的所述夹头相配合夹紧并固定于待检测井架上。

2.如权利要求1所述的井架承载能力检测装置，其特征在于，两所述夹头间隔排布，所述应变传感器的两端分别与两所述夹头连接，且任一所述夹头的内部设置有数据线，所述数据线的一端与所述应变传感器的检测信号输出端连接，所述数据线的另一端伸出至所述夹头的外部并与主机的检测信号接收端连接。

3.如权利要求2所述的井架承载能力检测装置，其特征在于，所述应变传感器包括传感器本体和传感器壳体，所述传感器壳体位于两所述夹头之间，且所述传感器壳体分别与两所述夹头之间留有第一间隙；所述传感器本体为长条状的弹性体，所述传感器本体的两端分别与两所述夹头连接，所述传感器壳体固定套设于所述传感器本体的外部，在所述传感器本体上设置有检测电路，所述数据线与所述检测电路连接。

4.如权利要求3所述的井架承载能力检测装置，其特征在于，所述传感器本体与所述传感器壳体的内壁之间留有第二间隙，且在所述间隙中填充有粘合剂。

5.如权利要求1所述的井架承载能力检测装置，其特征在于，所述夹头和所述锁止块上分别设置有多个第一凸台和多个第二凸台，当所述锁止块与对应的所述夹头夹紧并固定于所述待检测井架上时，各所述第一凸台和各所述第二凸台分别与所述待检测井架的外壁抵接。

6.如权利要求1所述的井架承载能力检测装置，其特征在于，每个所述支架还包括一个连接板和一个连接块，所述连接板的两端分别与所述夹头和所述连接块连接，所述锁止块位于所述夹头与所述连接块之间，所述连接块上设置有能沿自身轴向移动的螺杆，所述螺杆与所述连接块之间通过螺旋结构连接，且所述螺杆与所述锁止块连接。

7.如权利要求6所述的井架承载能力检测装置，其特征在于，所述锁止块包括锁止块本体和锁止压块，所述锁止压块位于所述锁止块本体与所述连接块之间，所述锁止压块与所述锁止块本体连接，所述螺杆的一端穿过所述连接块并与所述锁止压块铰接，所述螺杆的另一端设置有加力杆。

8.如权利要求7所述的井架承载能力检测装置，其特征在于，所述螺杆的端部设置有加力块，所述加力块上开设有加力孔，所述加力杆能滑动地插接于所述加力孔内。

9.如权利要求7所述的井架承载能力检测装置，其特征在于，所述锁止块本体上设置有多根滑杆，所述锁止压块能滑动地设置于各所述滑杆上。

10.如权利要求7所述的井架承载能力检测装置，其特征在于，所述锁止压块与所述锁止块本体之间设置有至少一个防松弹簧。

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