CN109723431B - 一种可测张力生产井滑轮装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可测张力生产井滑轮装置，包括无线接收装置，以及依次连接的滑轮总成、张力测试及数据传输模块和防喷器连接装置；其中，张力测试及数据传输模块包括依次连接的上连接头、模块本体和下连接头，上连接头用于与滑轮总成连接，下连接头用于与防喷器连接装置连接，模块本体上设置有销轴传感器、输入/充电端口、有线数据输出端口、有线/无线模式切换按钮、信号指示灯、电量指示灯和无线数据发射天线。本发明解决了生产井测试过程中电缆张力值不准确的问题，避免因张力值不准造成的仪器遇卡、落井等施工作业事故的发生，保证了施工作业的风险有效的控制。

Description

一种可测张力生产井滑轮装置

技术领域

本发明属于石油测井技术领域，具体涉及一种生产井测试用的可测张力生产井滑轮装置。

背景技术

目前，在生产井测试中使用的天滑轮本身不直接跟张力计连接，而是与井口防喷装置连接，电缆通过天滑轮将连接在电缆上面的测试仪器通过井口防喷装置送入生产井中进行施工作业，张力计与马丁代克为一体化产品，即：马丁代克带有张力计功能。由于张力计远离井口，测试过程中所得到的电缆张力值不太准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可测张力生产井滑轮装置，用于保证在生产井测试过程中所得到的电缆张力值准确。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种可测张力生产井滑轮装置，包括无线接收装置，以及依次连接的滑轮总成、张力测试及数据传输模块和防喷器连接装置；其中，

张力测试及数据传输模块包括依次连接的上连接头、模块本体和下连接头，上连接头用于与滑轮总成连接，下连接头用于与防喷器连接装置连接，模块本体上设置有销轴传感器、输入/充电端口、有线数据输出端口、有线/无线模式切换按钮、信号指示灯、电量指示灯和无线数据发射天线。

本发明进一步的改进在于，滑轮总成与张力测试及数据传输模块之间，以及张力测试及数据传输模块与防喷器连接装置之间均通过螺纹连接。

本发明进一步的改进在于，滑轮总成包括呈U型状的支架，该支架的底部活动连接有用于与上连接头连接的上支撑杆，支架的中部通过第二滚轴活动连接有滑轮，支架的顶部设置有可调盖板以及与可调盖板配合使用的固定盖板，可调盖板和固定盖板之间通过第一滚轴活动连接有限位轮。

本发明进一步的改进在于，滑轮总成上的支架能够绕上支撑杆自由旋转。

本发明进一步的改进在于，通过第二锁紧螺母调节可调盖板上下位置，实现限位轮与滑轮内槽间隙的调节。

本发明进一步的改进在于，防喷器连接装置包括卡套、防退螺母、开口销、旋把和连接轴套；其中，卡套套装在连接轴套上，并通过连接轴套上的防退螺母和开口销限制其位移，旋把与连接轴套的端头螺纹连接。

本发明进一步的改进在于，无线接收装置包括无线接收盒、无线数据接收天线，以及连接无线接收盒和无线数据接收天线的导线，且导线上还设置有吸盘。

本发明进一步的改进在于，信号指示灯采用多组显示灯的显示模式。

本发明进一步的改进在于，电池安装在张力测试及数据传输模块内部，能够通过充电反复使用。

本发明具有如下有益的技术效果：

本发明提供的一种可测张力生产井滑轮装置，张力测试及数据传输模块该部分是本设计的核心构成，其结构如图3所示，主要由张力测试部分及数据传输两部分构成，其中张力测试采用测力传感器，测力传感器隐藏在可测滑轮装置的支撑骨架中，通过有线和无线两种方式输出，用户可根据实际情况选择工作方式。

有线输出方式是指测力传感器的信号通过数据处理模块调制处理后，通过电缆直接连接到大车面板上进行显示；

无线输出方式是指测力传感器的信号通过数据处理模块调制处理后，通过无线变送模块进行发射，同时连接在大车面板处的无线接收装置接收无线数据，最终实现将张力数据显示在大车面板上。

综上所述，本发明提供的一种可测张力生产井滑轮装置，直接在井口采集电缆张力数据，然后通过无线传输模块将张力测试数据显示在大车面板上，当无线模式出现故障时，还提供有线工作模式保证滑轮装置正常工作，为生产作业过程提供可靠的指导，保证了施工作业的风险有效的控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为滑轮总成的结构示意图。

图3为张力测试及数据传输模块的结构示意图。

图4为防喷器连接装置的结构示意图。

图5为无线接收装置的结构示意图。

图中：1-固定盖板，2-可调盖板，3-第一轴承，4-第一滚轴，5-限位轮，6-滑轮，7-第一锁紧螺母，8-弹簧垫片，9-平垫片，10-挡板，11-支架，12-上支撑杆，13-第一螺钉，14-第二轴承，15-第二滚轴，16-第二锁紧螺母，17-第二螺钉，18-上连接头，19-销轴传感器，20-输入/充电端口，21-有线数据输出端口，22-有线/无线模式切换按钮，23-信号指示灯，24-电量指示灯，25-无线数据发射天线，26-下连接头，27-电池，28-模块本体，29-卡套，30-防退螺母，31-开口销，32-旋把，33-连接轴套，34-滑轮总成，35-张力测试及数据传输模块，36-防喷器连接装置，37-无线接收装置，38-无线接收盒，39-导线，40-吸盘，41-无线数据接收天线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做出进一步的说明。

如图1至图5所示，本发明提供的可测张力生产井滑轮装置，包括滑轮总成34、张力测试及数据传输模块35、防喷器连接装置36和无线接收装置37。

张力测试及数据传输模块35包括依次连接的上连接头18、模块本体28和下连接头26，上连接头18用于与滑轮总成34连接，下连接头26用于与防喷器连接装置36连接，模块本体28上设置有销轴传感器19、输入/充电端口20、有线数据输出端口21、有线/无线模式切换按钮22、信号指示灯23、电量指示灯24和无线数据发射天线25。滑轮总成34与张力测试及数据传输模块35之间，以及张力测试及数据传输模块35与防喷器连接装置36之间均通过螺纹连接。

1、滑轮总成34主要由滑轮、压绳器及上支撑杆构成，其结构示意如图2所示，其中滑轮是主要工作装置，适用于直径为2.8mm的电缆；上支撑杆作为滑轮支撑，通过O型圈密封防水，以保护张力测量及无线传输模块的电气部分。

包括固定盖板1、可调盖板2、第一轴承3、第一滚轴4、限位轮5、滑轮6、第一锁紧螺母7、弹簧垫片8、平垫片9、挡板10、支架11、上支撑杆12、第一螺钉13、第二轴承14、第二滚轴15、第二锁紧螺母16和第二螺钉17。支架11呈U型状，该支架11的底部活动连接有用于与上连接头18连接的上支撑杆12，支架11的中部通过第二滚轴15活动连接有滑轮6，支架11的顶部设置有可调盖板2以及与可调盖板2配合使用的固定盖板1，可调盖板2和固定盖板1之间通过第一滚轴4活动连接有限位轮5。滑轮总成34上的支架11能够绕上支撑杆12自由旋转。通过第二锁紧螺母16调节可调盖板2上下位置，实现限位轮5与滑轮6内槽间隙的调节。

2、张力测试及数据传输模块35该部分是本设计的核心构成，其结构如图3所示，主要由张力测试部分及数据传输两部分构成，其中张力测试采用测力传感器，测力传感器隐藏在可测滑轮装置的支撑骨架中，通过有线和无线两种方式输出，用户可根据实际情况选择工作方式。

有线输出方式是指测力传感器的信号通过数据处理模块调制处理后，通过电缆直接连接到大车面板上进行显示；

无线输出方式是指测力传感器的信号通过数据处理模块调制处理后，通过无线变送模块进行发射，同时连接在大车面板处的无线接收装置接收无线数据，最终实现将张力数据显示在大车面板上。其中部件主要包括：上连接头18、销轴传感器19、输入/充电端口20、有线数据输出端口21、有线/无线模式切换按钮22、信号指示灯23、电量指示灯24、无线数据发射天线25、下连接头26、电池27和模块本体28。

将销轴传感器19、输入/充电端口20、有线数据输出端口21、有线/无线模式切换按钮22、信号指示灯23、电量指示灯24、无线数据发射天线25、电池27装入模块本体28，模块本体28上下两端分别与上连接头18和下连接头26固定连接。

3、防喷器连接装置36如图4所示，包括：卡套29、防退螺母30、开口销31、旋把32和连接轴套33。

把卡套29套在连接轴套33上，拧入防退螺母30，并用开口销31固定，将旋把32拧入卡套29并与连接轴套33固定。

4、如图5所示，无线接收装置37包括：无线接收盒38、无线数据接收天线41，以及连接无线接收盒38和无线数据接收天线41的导线39，且导线39上还设置有吸盘40。

1）电源供给：无线接收装置电源由张力面板提供12V电压。电源经V2和U1调整产生±9V电压，经由V1，D1，L1等产生3.3V电压，并R1，R4，R12将模拟电源和数字电源隔离。为防止电源接反，在电源输入端串接D4二极管。

2）ZIGBEE接收模块：由U5等组成，接收传输过来的载波并解调，网络地址匹配并将数据传输到MCU中。

3）MCU：由U3等芯片组成，接收ZIGBEE接收模块解调的数据，将数据经D/A转换，输出信号。

4）信号放大及低通滤波：由U2，W1，W2等芯片组成，主要实现输出信号放大，阻抗匹配及低通滤波。

5）串口调试：由U4等组成，实现ZIGBEE模块调试和MCU串口测试。

6）指示灯：包含电量指示灯和通讯指示灯。电量指示灯显示电池电量，通讯指示灯指示发送模块通讯状态。

主要部件有：无线接收盒38、导线39、吸盘40、无线数据接收天线41。

无线数据接收天线41固定在吸盘40上并焊接好导线39，导线39与无线接收盒38焊接好。

将组装好的滑轮总成34、张力测试及数据传输模块35和防喷器连接装置36连接到一起。这样，整个可测张力生产井滑轮装置就组装完毕了。

施工作业前，先将卡套29套在井口防喷器最上端，然后松开第二锁紧螺母16，把测试用电缆穿在滑轮6的内槽上，根据所用电缆的直径不同可通过可调盖板2的高低位置来调整电缆与限位轮5的距离，保证何时距离后拧紧第二锁紧螺母16。如果采用有线信号传输时，只需将传输信号线的两端分别与张力测试及数据传输模块35上的有线数据输出端口21和绞车面板上面的相应端口连接即可。如果采用无线信号传输时，考虑到绞车面板是放在电缆车的中控室内，可能对传输信号有影响，需将无线接收装置37的无线数据接收天线41放置在电缆车外，将无线接收盒38和绞车面板之间连接好数据线。

Claims (8)

1.一种可测张力生产井滑轮装置，其特征在于，包括无线接收装置(37)，以及依次连接的滑轮总成(34)、张力测试及数据传输模块(35)和防喷器连接装置(36)；其中，

张力测试及数据传输模块(35)包括依次连接的上连接头(18)、模块本体(28)和下连接头(26)，上连接头(18)用于与滑轮总成(34)连接，下连接头(26)用于与防喷器连接装置(36)连接，模块本体(28)上设置有销轴传感器(19)、输入/充电端口(20)、有线数据输出端口(21)、有线/无线模式切换按钮(22)、信号指示灯(23)、电量指示灯(24)和无线数据发射天线(25)；

滑轮总成(34)包括呈U型状的支架(11)，该支架(11)的底部活动连接有用于与上连接头(18)连接的上支撑杆(12)，支架(11)的中部通过第二滚轴(15)活动连接有滑轮(6)，支架(11)的顶部设置有可调盖板(2)以及与可调盖板(2)配合使用的固定盖板(1)，可调盖板(2)和固定盖板(1)之间通过第一滚轴(4)活动连接有限位轮(5)。

2.根据权利要求1所述的一种可测张力生产井滑轮装置，其特征在于，滑轮总成(34)与张力测试及数据传输模块(35)之间，以及张力测试及数据传输模块(35)与防喷器连接装置(36)之间均通过螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种可测张力生产井滑轮装置，其特征在于，滑轮总成(34)上的支架(11)能够绕上支撑杆(12)自由旋转。

4.根据权利要求1所述的一种可测张力生产井滑轮装置，其特征在于，通过第二锁紧螺母(16)调节可调盖板(2)上下位置，实现限位轮(5)与滑轮(6)内槽间隙的调节。

5.根据权利要求1所述的一种可测张力生产井滑轮装置，其特征在于，防喷器连接装置(36)包括卡套(29)、防退螺母(30)、开口销(31)、旋把(32)和连接轴套(33)；其中，卡套(29)套装在连接轴套(33)上，并通过连接轴套(33)上的防退螺母(30)和开口销(31)限制其位移，旋把(32)与连接轴套(33)的端头螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种可测张力生产井滑轮装置，其特征在于，无线接收装置(37)包括无线接收盒(38)、无线数据接收天线(41)，以及连接无线接收盒(38)和无线数据接收天线(41)的导线(39)，且导线(39)上还设置有吸盘(40)。

7.根据权利要求1所述的一种可测张力生产井滑轮装置，其特征在于，信号指示灯(23)采用多组显示灯的显示模式。

8.根据权利要求1所述的一种可测张力生产井滑轮装置，其特征在于，电池(27)安装在张力测试及数据传输模块(35)内部，能够通过充电反复使用。

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