[发明专利]一种井底泥浆动切力测量仪及测量方法

权利要求书

1.一种井底泥浆动切力测量仪，其特征在于：包括测量短节、监测单元和上位机，所述测量短节由主筒、耐压轴承、预紧弹簧、转子、密封腔、密封盖板组成，主筒的上下两端分别设有管螺纹，上端的管螺纹为内螺纹，下端的管螺纹为外螺纹；转子设置在主筒内部的中轴线上、转子通过耐压轴承与主筒同轴定位，转子外侧镶嵌有磁性材料、磁性材料等间隔均布分布；耐压轴承的端面通过垫片过渡设置有预紧弹簧，预紧弹簧的下端部设置有用于调整其松紧的螺帽，预紧弹簧用于给转子施加一定的摩擦力；主筒内部设有用于泥浆通过的水道；密封腔设置在主筒中部的外侧，密封盖板密封覆盖在密封腔的外部、防止浆液进入其中，密封盖板上安装密封垫、涂抹密封胶之后由螺栓固定在主筒上；

所述监测单元安装在主筒的密封腔内、由密封盖板覆盖密封；监测单元由电源供给电路、转速测量传感器、微型处理器、数据采集电路、数据存储电路、数据操作电路组成：所述电源供给电路采用LM1117-5.0V和LM1117-3.3V芯片，为系统提供稳定的+5.0V电源，+3.3V电源，0V的稳定电源电压；所述转速测量传感器固定安装在密封腔内部的螺纹上；所述微型处理器采用STC89C516RD+芯片，STC89C516RD+芯片通过ALE、P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.7、P0端口与数据采集电路连接，通过P3.0、P3.1端口与数据操作电路连接，通过P1.0，P1.1，P1.2，P1.3，P1.4端口与数据存储电路连接；所述数据采集电路采用ADS8365芯片，ADS8365芯片通过CHA1+和CHA1-端口与转速测量传感器连接，ADS8365芯片将采集的模拟信号转换为数字信号，并行方式传送给微型处理器；所述数据存储电路采用SD卡，SD卡的脚1、脚2、脚3、脚5、脚7、脚8分别通过电阻R6、R5、R4、R3、R2、R1连接到+3.3V电源，同时SD卡的脚4直接连接+3.3V电源，脚6直接接电源地；所述数据操作电路采用MAX232芯片，MAX232芯片的脚9和脚10连接微型处理器，脚16接+5.0V电源；

所述上位机通过VISA接口与监测单元通信连接，上位机包括识别连接模块、信号连接指示灯、参数显示模块、数据上传模块、数据删除模块、数据保存模块、保存路径模块、错误报警模块，下载进度模块，指令监视模块，曲线显示模块；所述识别连接模块与监测单元连接、用于选择端口和参数；信号连接指示灯用于显示上位机与监测单元是否连接；参数显示模块用于显示串口连接参数；数据上传模块用于发送指令使得测量仪上传数据至上位机；数据删除模块用于发送指令使得测量仪删除数据；数据保存模块用于保存上位机缓存中的数据；保存路径模块用于选择数据保存的路径和名称；错误报警模块用于显示测量仪上传数据是否乱码；下载进度模块用于显示测量仪上传到上位机数据的进度；指令监视模块用于显示发送的指令和测量仪回传的应答指令；曲线显示模块用于显示测量仪上传到上位机数据的变化图形曲线。

2.根据权利要求1所述的井底泥浆动切力测量仪，其特征在于：所述转子为圆柱形光滑转筒。

3.一种利用上述井底泥浆动切力测量仪测量泥浆压力的方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(1)钻机在使用过程中发现返浆性能不合适，钻进扭矩等参数异常，将钻杆提起，选择离孔底钻头合适的位置，将测量短节安装在上下钻杆之间，将监测单元安装在主筒的密封腔内，打开监测单元上的启动开关，计时开始，将密封垫安装在槽内，再安装上密封盖板，保证密封可靠的情况下，将钻杆依次放入孔内，测量仪在计时开始2个小时之后自动采集数据保存，之后不会停止工作；

(2)当需要测量泥浆动切力的时候，停止钻进，停止泵送泥浆，将钻杆提起使其悬空；

(3)启动钻机，按照固定的转速保证钻杆匀速转动；

(4)内部的监测单元通过采集转子和主筒的转速差，记录泥浆的动切力变化，采集到的数据通过微型处理器打包成固定格式存储在SD卡上，不断更新内部的数据；

(5)需要查看数据时，将钻杆提起，取出测量短节，取下密封盖板，取下监测单元，将监测单元通过数据线和电脑连接，上位机通过数据上传模块显示数据变化曲线和泥浆动切力变化曲线，通过数据保存模块保存数据，通过选择数据删除模块擦除内部数据、以便下次继续使用。