一种管柱状态检测装置

摘要

一种油水井中作业管柱状态检测用的一种管柱状态检测装置由井下和地面两大部分构成：井下部分由传感器、信号调理电路、单片机、存储器、电池及控制电路组成，地面部分包括上位机软件和RS232接口电路组成；井下测试短节是整个装置的核心部分，井下测试短节由保护筒、拉压力测试筒、密封圈A、应变片仓、接口电路及开关仓、密封圈B、位移及湿度检测筒、内筒、仪器仓外筒、连接固定组件、电子仪器仓、压力传感器安装座、密封圈C、调整弹簧组成。利用RS232接口电路实现上位机软件与测试短节内部单片机的通讯，数据经过处理后绘出图形和数据显示。该装置解决了现有技术中存在的温度压力、管柱拉力，等单参数测量滑动位移难测的问题；可广泛用于油气井管柱状态多参数检测作业。

主权项

1、一种管柱状态检测装置采用模块化设计，整个装置由井下和地面两大部分组成：地面部分由上位机软件(1)和RS232接口电路(2)组成，井下部分由计算机控制部分和井下测试短节结构部分组成；井下部分由传感器(3)、信号调理电路(4)、单片机(5)、存储器(6)、电池及控制电路(7)构成。井下测试短节是整个装置的核心部分，井下测试短节由保护筒(8)、拉压力测试筒(9)、密封圈A(10)、应变片仓(11)、接口电路及开关仓(12)、密封圈B(13)、位移及温度检测筒(14)、内筒(15)、仪器仓外筒(16)、连接固定组件(17)、电子仪器仓(18)、压力传感器安装座(19)、密封圈C(20)、调整弹簧(21)构成，位移测量组件，由位移及温度测量筒B(22)、滚动轮(23)、霍尔传感器组件(24)、控制塞(25)、摆杆(26)、弹簧(27)构成，其特征在于：计算机井下控制部分中各部件之间均为电路连接，而构成井下测试短节，安装在一个特制的管柱内，该短节以单片机(5)为核心，完成数据采集，数据初步处理和存储，以及与上位机软件(1)通讯，地面部分：上位机软件(1)实现与井下部分测试短节的单片机(5)通讯、参数设置和数据接受，并对数据进行处理、显示、保存及打印；井下测试短节通过RS232接口电路与上位机软件电路连接，实现串口通讯；井下测试短节中的保护筒(8)，上端与拉压力测试筒螺纹连接，对应变片仓(11)和接口电路及开关仓(12)提供保护并利用密封圈A(10)实现压力密封，拉压力测试筒(9)上端与注水管柱丝扣连接，其下端与位移及温度检测筒(14)压力测试筒内部设有可通过钢球的孔，其中部设有环形槽，且在相应位置加工出平面用于粘贴应变片；位移及温度测量筒(14)分别与拉压力测试筒(9)、仪器仓外筒(16)螺纹连接用密封圈A(10)密封；位移及温度检测筒设有凹槽，安装在摆动式机械接触滚轮位移测量组件及温度传感器；内筒(15)一端通过密封圈B(13)与拉压力测试筒(9)构成内密封，另一端与压力传感器安装座(19)焊接，且与仪器仓外筒形成环形电子仓；连接固定组件(17)用螺栓固定于内筒(15)上，且与位移及温度检测筒(14)螺栓连接，电子仪器仓内(18)安装各种电子元件和电池，调解弹簧(21)可调节间隙；井下测试短节结构径向分为内管和外筒；轴向分为轴向拉压力测试段、位移测试段、仪器仓段；位移测量组件结构中：测量位移的滚动轮(23)安装在摆杆(26)上，依靠弹簧(27)推动摆杆(26)使滚动轮(23)紧贴在管壁上；在靠近滚轮的侧面安装两个开关型霍尔元件(24)中的2个开关型霍尔元件；各种传感器的输出信号，经过调理电路(14)的放大、滤波处理，连接到单片机的A/D采样口，信号经过初步处理后存储到单片机的存储器(16)中，待作业完成后，井下测试短节提出地面，利用RS232接口电路(2)实现上位机软件(1)与测试短节内部单片机(5)的通讯，数据经过分析处理后绘出图形和数据显示。