旋转模拟底部钻柱的动态力多参数测量系统

摘要

本发明涉及旋转模拟钻柱动态力多参数测量系统，属于钻柱动力学检测技术领域，该系统包括驱动装置、近钻头动态力测量装置、转角测量装置、侧向力测量装置、远端主控装置、模拟底部钻柱和传输电缆；近钻头动态力测量装置由近钻头测力传感器、单片机采集终端、供电模块、电源管理模块、无线模块A和报警单元组成；转角测量装置由连接轴、夹具、直齿齿轮码盘、两个霍尔效应齿轮传感器和驱动电路组成；侧向力测量装置由两个侧向力传感器A、B及其前置处理电路A、B组成；远端主控装置由工控机、数据采集卡和无线模块B组成。本发明可实验测量在旋转时近钻头处多种向力参数、多参数的动态变化状态，以及对动态力参数的动态监测。

主权项

1、一种旋转模拟钻柱动态力多参数测量系统，其特征在于，该系统包括驱动装置、近钻头动态力测量装置、转角测量装置、侧向力测量装置、远端主控装置、模拟底部钻柱和传输电缆；所述的近钻头动态力测量装置由近钻头测力传感器、单片机采集终端、供电模块、电源管理模块、无线模块A和报警单元组成；所述的转角测量装置由连接轴、夹具、直齿齿轮码盘、霍尔效应齿轮传感器A、霍尔效应齿轮传感器B和驱动电路组成；所述的侧向力测量装置由侧向力传感器A、侧向力传感器B、前置处理电路A和前置处理电路B组成；所述的远端主控装置由工控机、数据采集卡和无线模块B组成。各组成部件的连接关系为：模拟底部钻柱的一端与驱动装置相连，模拟底部钻柱的另一端与近钻头测力传感器的一端相连，测力传感器的另一端被夹具锁紧，测的信号输出端与单片机采集终端的信号输入端相连，单片机采集终端的信号输出端分别与无线模块A和报警单元相连，供电模块的电源输出线分别与近钻头测力传感器、单片机采集终端和无线模块A的电源端相连，电源管理模块的电压监视端与供电模块的电压输出端相连，并且单片机采集终端与供电模块、电源管理模块、无线模块A和报警单元组合在一起固定在测力传感器的外壳上；所述的直齿齿轮码盘固定在连接轴上，连接轴与夹具相连，两个霍尔效应齿轮传感器A、B分别设置在直齿齿轮码盘两侧，两个霍尔效应齿轮传感器A、B的信号输出端与驱动电路的信号输入端相连，驱动电路的信号输出端通过传输电缆与远端主控装置中的数据采集卡相连；侧向力传感器A、B分别设置在距模拟底部钻头的不同高度处，所述的模拟底部钻柱穿过侧向力传感器A、B的中心孔，侧向力传感器A、B的信号输出端分别与前置处理电路A、B的信号输入端相连，前置处理电路A、B的信号输出端通过传输电缆与远端主控装置中的数据采集卡相连；数据采集卡与工控机的其中一个USB接口相连，无线模块B的信号端与工控机的串口相连，同时工控机通过另一个USB接口与无线模块B的供电端相连。