[实用新型]油井下管作业数据录取仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及钻井的设备，尤其涉及井眼的钻进和下套管同时进行作业的油井下管作业数据录取装置。用于配合连续油管作业机工作。

背景技术

在现有技术中，连续油管及其操纵设备称为连续油管作业机。目前连续油管技术的应用已从单纯的修井作业发展到钻井、完井、测井以及增产作业等领域。连续油管是由若干段长度在百米以上的柔性管通过对焊或斜焊工艺焊接而成的无接头连续管，长度一般达几百米至几千米，又被称为挠性油管、蛇形管或盘管。

连续油管作业机的一项基本工作是往油井中下管。在下管过程中，了解各种状态参数对于作业机的正常工作至关重要，由于影响因素众多，往往要对油管拉直力、动态提升力、动态推送力、静态提升力、注水压力、注水温度、下管距离、下管速度和相对滑动量等诸多参数进行检测和记录，因此需要相应的设备来辅助下管作业。

目前国内尚未见同类系统或产品问世，进口设备只具备下管距离等个别参数的检测功能，尚不能满足现场的实际需求，因此研制和开发此设备已势在必行。

发明内容

本实用新型的提出，旨在提供一种油井下管作业数据录取装置，用于辅助连续油管作业机工作。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

一种油井下管作业数据录取仪，包括上位PC机，其中装有油管参数采集系统软件，其特征在于还包括主控仪表和外挂显示器，主控仪表通过串口与上位PC机实现通信；所述的主控仪表由C8051F020单片机构成，片内含12位A/D转换器，并通过传感器接口、外挂显示器接口和串行通讯接口分别与模拟量传感器、数字量传感器、数据存储器以及外挂显示器和上位PC机保持电连接，分时接收6路模拟信号和2路光电编码器信号，经过分析处理，完成下管作业的油管拉直力、动态提升力、动态推送力、静态提升力、注水压力、注水温度、下管距离、下管速度和相对滑动量9个参数的采集，并通过SMBUS串行总线存入扩展的I2C存储器，同时送入液晶显示器和外挂显示器；8个按键信号则通过并行口传送到所述的单片机控制器。

所述的外挂显示器由89C51单片机构成，通过RS-485接口长线传输方式与主控芯片C8051F020连接；外挂显示器的14位LED显示块在所述C8051F020的控制下接收并显示。

所述的2路光电编码信号来自于装在井下油管不同位置的两组光电编码器，信号经RS422接口和SN55182电平转换电路转换后送入89C2051接收机和89C2051处理机处理并定时传送给主控制芯片C8051F020。

所述的6路模拟量信号来自于模拟量传感器，经1：1隔离放大器接入A/D转换器，将输入的4～20mA标准信号再转换为0～2.4V电压信号送入主控制芯片C8051F020。

与现有技术相比较，本实用新型的优点是显而易见的，主要表现在智能化程度高，既能检测直接测量量又能检测间接测量量，用于辅助连续油管作业机，提高了作业的自动化程度和效率。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是木实用新型的主控仪表的结构框图；

图3是光电编码器接收电路结构框图；

图4是外挂显示器电路结构框图；

图5是下管距离与相对滑动量的测量原理示意图；

图6是光电编码器输出A、B两相脉冲的时序图；

图7是光电编码器接收电路图；

图8是外挂显示器电路示意图；

图9模拟信号输入电路图。

具体实施方式

如图1～图8所示。一种油井下管作业数据录取仪，其特征在于由主控仪表、外挂显示器和上位PC机组成。整个装置以单片机为控制器，采用多CPU方式。在主控仪表中，C8051F020单片机为控制器，参见图2所示的主控仪表结构组成。C8051F020通过片内A/D分时接收6路模拟传感器信号、通过并行口接收2路光电编码器信号，能够完成下管作业中的油管拉直力、动态提升力、动态推送力、静态提升力、注水压力、注水温度、下管距离、下管速度、相对滑动量等九个参数的采集；测量数据分析处理后通过SMBus串行总线存入扩展的I²C存储芯片中，并同时送液晶显示器和外挂显示器显示。单片机每隔1秒采集一次数据，每隔5秒存储一次数据。8个按键信号则通过并行口传送到控制器。

作业结束后，由通讯电缆将笔记本电脑与该装置相连，通过软件控制，测量数据转存到计算机中保存，并可进一步分析处理。