[发明专利]一种石油钻机转盘扭矩及转速的测量装置

说明书

本发明涉及一种石油钻机转盘扭矩的测量装置，由仪器护罩、应变片、单片机、线圈、磁铁、磁铁护罩支架、霍尔传感器、线圈插头、线圈铁芯、磁铁护罩、线圈护罩、天线、扭矩显示仪组成，由于采用了自发电结构设计，解决了转盘驱动钻机扭距仪安装不便、供电电源布线混乱、安全等级差、扭矩测量不准确等问题，搬家安装不用拆卸，完备了扭矩这个重要的钻井参数采集，同时实现了转盘转速采集，现场应用极大地减少井下事故及复杂情况，提高了钻井生产经济效益。

技术领域

本发明涉及石油钻修井作业参数测量领域，具体是一种石油钻机转盘扭矩及转速的测量装置。

背景技术

石油钻机转盘扭矩值是钻修井工程中的重要基本参数之一。目前，石油钻机根据转盘钻机及转盘驱动方式分为：其一为新式的电动驱动顶驱及转盘转动的方式，其二为老式柴油机链传动转盘驱动方式。对于方式一，新式的电动驱动方式，因为钻机的扭矩和电机的电流成正比，因此可以通过检测电机的电流强度，检测钻机的扭矩值；对于方式二，检测的方法有多种，有“过桥轮”式杠杆液压测扭矩装置，其是将转盘传动链条的拉力，通过过桥轮再经过杠杆传给油缸，通过检测油缸的压力变化，关联对应的扭矩值，这种方式由于传递路线长，灵敏度低、误差大、可靠性、压力显示不便记录及远传等，其测量精度较小；另外还有电阻应变式转盘扭矩传感器，有安装在转盘上的多个顶丝上，安装多个电阻应变计作为电力转换元件组成全桥电路，检测电阻应变进而测量转盘的扭矩，但这种方式，通过电信号输出，与其它检测参数相连，比“过桥轮”液压方式更直接有优越性，但存在很多问题，传感器内的轮辐在受到轴向压力和径向扭转力时，存在扭断的可能，电缆线经不起碰撞易折断，井场供电及线缆连接很不方便，并且要考虑断电时电池临时供电；再者，有筒柱式顶丝测力传感器，其将原转盘顶丝直接换成该传感器，就可实现扭矩的测量，连接相对方便一些，抗冲击振动、防腐防水能力强些，仍采用电缆作为远距离供电及信号传输；此外还有“方瓦式扭矩专用传感器”，其是将扭矩仪直接安装在转盘的方瓦上，方瓦随着钻杆旋转，传感器的供电及信号输出不能直接用电缆连接，需要用干电池，由于传感器的阻抗限制，电池的能量消耗较大，需要经常更换电池，应用起来也不方便。

由于上述钻机扭距仪安装不方便，使用过程受到拆装、供电、井场安全防爆、远距离传输等因素限制，现在大多柴油机链传动转盘驱动的钻机，只有少数配备了上述扭距仪，大多数没有扭距仪，由于钻机为整套价格昂贵的石油机械平台，设备更新投资高难度大，这种钻机在国内尚有百分之八十以上，在国外也有很大一部分应用，因此亟需设计一种新型的扭矩传感器，解决这类钻机扭矩测量难的问题。

发明内容

本发明旨在于提供一种石油钻机转盘扭矩及转速的测量装置。

本发明的技术方案如下：