CN204807063U - 双信号互补式连续油管计数器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了双信号互补式连续油管计数器，包括导管器、上计数总成、下计数总成和支撑杆，所述下计数总成与支撑杆相连，所述下计数总成上设置用于安装第二编码器的安装位，下计数总成与导管器的下壳体通过销连接，所述上计数总成上设置用于安装第一编码器的安装位，上计数总成与导管器的上壳体通过销连接，导管器的下壳体及导管器的上壳体铰连接。本申请在原先的误差基础上，进一步减少测量误差，提高计数器测量精度，从而为油田生产和施工过程提供依据。

Description

双信号互补式连续油管计数器

技术领域

本实用新型涉及双信号互补式连续油管计数器。

背景技术

目前所采用的连续油管计数器，误差较大，难以满足客户的生产需要。误差较大的原因，是由于连续油管在工作过程中，要持续对其润滑，表面摩擦系数低，且工作环境恶劣，震动较大，从而使连续油管在与测量轮接触测量过程中，会出现相对滑动，且相对滑动不可预见，从而使测量值比连续油管入井深度偏小。

实用新型内容

为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了双信号互补式连续油管计数器，本申请在计数器的基础上加入第二编码器，从而通过单片机对第一编码器和第二编码器各自所输出的测量信号的处理进行解析得出更准确的连续油管入井深度。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：

双信号互补式连续油管计数器，包括导管器、上计数总成、下计数总成和支撑杆，所述下计数总成与支撑杆相连，所述下计数总成上设置有用于安装第二编码器的安装位，下计数总成与导管器的下壳体通过销连接，所述上计数总成上设置有用于安装第一编码器的安装位，上计数总成与导管器的上壳体通过销连接，导管器的下壳体及导管器的上壳体铰连接。

所述上计数总成包括上计数总成壳体、第一测量轮、一级轴和二级轴、小链轮和大链轮和机械计数器的安装位，其中，第一测量轮、第一编码器和小链轮在一级轴上同轴安装，大链轮和机械计数器在二级轴上同轴安装，大小链轮之间为链传动。

所述下计数总成包括下计数总成壳体、第二测量轮和轴，第二测量轮和第二编码器在该轴上同轴安装。第一编码器的安装位用于安装第一编码器，第二编码器的安装位用于安装第二编码器，机械计数器的安装位用于安装机械计数器。

所述导管器还包括四个扶正轮，导管器的上壳体及导管器的下壳体各安装两个扶正轮，扶正轮能够使经过计数器部分的连续油管保持较笔直的状态，从而使第一测量轮和第二测量轮与连续油管接触进行测量时更加稳定，较容易测量。

所述第一测量轮及第二测量轮的周长相等。

本实用新型的有益效果：

本申请在计数器的基础上加入第二编码器，从而通过单片机对第一编码器和第二编码器各自所输出的测量信号的处理进行解析得出更准确的连续油管入井深度。

本发明在原先的误差基础上，进一步减少测量误差，提高计数器测量精度，从而为油田生产和施工过程提供依据。

附图说明

图1本发明的总体结构示意图；

图2本发明的导管器的第一视图；

图3本发明的导管器的第二视图；

图4本发明的上计数总成结构示意图；

图5本发明的下计数总成结构示意图；

图6本发明的第一种情况下信号脉冲图；

图7本发明的第二种情况下信号脉冲图；

图中，1、上计数总成，2、第一编码器的安装位，3、第二编码器的安装位，4、支撑杆，5、下计数总成，6、导管器，7、机械计数器安装位、8、上计数总成壳体，9、大链轮，10、小链轮，11、第一测量轮，12、一级轴，13、二级轴，14、第二测量轮，15、下计数总成壳体；6-1下壳体，6-2扶正轮，6-3上壳体。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型进行详细说明：

如图1至5所示，本申请的双信号互补式连续油管计数器，主要包括导管器6、上计数总成1、下计数总成5和支撑杆4组成。

导管器6主要包括上壳体6-3、下壳体6-1和扶正轮6-2组成，上壳体6-3与下壳体6-1之间铰连接，扶正轮6-2为4个，上壳体6-3、下壳体6-1各安装2个，且对称布置，扶正轮6-2使经过计数器部分的连续油管保持较笔直的状态，从而使第一测量轮11和第二测量轮14与连续油管接触进行测量时更加稳定，较容易测量。

上计数总成1主要包括上计数总成壳体8、第一测量轮11(周长0.5m)、一级轴12和二级轴13、小链轮10和大链轮9(传动比1:2)、第一编码器的安装位2和机械计数器安装位7，其中，第一测量轮11、第一编码器和小链轮10在一级轴12上同轴安装，大链轮9和机械计数器在二级轴13上同轴安装，大链轮9及小链轮10之间为链传动。

下计数总成5主要包括下计数总成壳体15、第二测量轮14(周长0.5m)、第二编码器的安装位3和轴，第二测量轮14和第二编码器在该轴上同轴安装。

上计数总成1与导管器的上壳体6-3通过销连接，下计数总成5与导管器的下壳体6-1通过销连接，在测量时，上计数总成1通过弹簧连接到导管器6的上壳体6-3，从而压紧在连续油管上，同时，下计数总成5也通过弹簧与上计数总成1连接在一起，从而在上下方向上，夹紧连续油管，从而为测量时减少测量误差提供条件。

测量过程：

由于弹簧(连接上计数总成1和导管器6的上壳体6-3的弹簧)和自身重力的原因，上计数总成1的第一测量轮11压紧在连续油管上，而由于弹簧力(连接上计数总成1及下计数总成5的弹簧产生)的原因，下计数总成5的第二测量轮14也压紧在连续油管上，且第一测量轮11和第二测量轮14在上下方向上夹紧连续油管。

在测量时，连续油管经过导管器6向井下运动或出井，则带动第一测量轮11和第二测量轮14正向或反向运动。

其中第一测量轮11，带动同轴安装的小链轮10和第一编码器转动，第一编码器输出第一测量信号，而小链轮10通过链条(传动比1:2)带动二级轴13上的大链轮9，从而带动在二级轴13上同轴安装的机械计数器，从而使测量轮转动一圈，机械计数器加1，从而工作人员可以直接在控制室中通过机械计数器直接读取此时的连续油管入井深度。

其中第二测量轮14，带动同轴安装的第二编码器转动，输出第二测量信号，这便是测量过程，在接下来便是信号处理过程，从两个测量信号中，解析计算出连续油管的入井深度。信号处理原理：

增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。

增量式编码器旋转一周，可以输出固定数目的脉冲(可根据现场需求选择不同精度的编码器，若误差要求小，则此输出脉冲数越多。此处以M为例，即编码器旋转一周，输出信号为M个脉冲数，则此时单个脉冲所代表的连续油管长度为0.5/M米)，其判定方向的原理是根据INA和INB信号两者超前或者滞后的比较来判定的。

使用单片机，将第一编码器和第二编码器分别获得测量信号同时输入至单片机进行处理，处理过程为，以单片机计数第一测量信号经过5个(此数也要根据现场误差要求进行确定，若精度要求高，则此数选择较小为好)完整脉冲数为时间单位，同步计数在该时间单位内，第二测量信号经过多少(此处设为N)个上升沿或下降沿。

然后在单片机内部做比较，当N<＝5，则获得结果为该时间单位内，连续油管运动后得到5个脉冲；当N>5，则获得结果为该时间单位内，连续油管运动后得到N个脉冲。

然后计数下一个时间单位(第一测量信号下面5个完整脉冲数)，如此持续下去，从而持续进行测量过程。同时，对之前的各个时间单位内得到的脉冲数进行累加(5或者N)。

然后，通过单片机内部的运算单元，根据累加获得的连续时间内(各个时间单位累加而成)得到的总脉冲数T，解析获得此时连续油管的入井深度L＝总脉冲数T*0.5/M米。(此时可通过可视化模块，连接显示器，将显示器安装于控制室内，可使工作人员直观的了解此时的连续油管入井深度)。

关于信号处理过程：

情况1：假设第一编码器未发生相对滑动，不论第二编码器是否发生相对滑动，第二编码器在时间A到时间B时间段内，最多计量到5个脉冲上升沿或下降沿(即<＝5)；如图6所示的，不论第二编码器的信号与第一编码器的信号同步、相对超前、相对滞后的情况下，在第一编码器不发生相对滑动情况下，第二编码器计量到的脉冲上升沿或下降沿数目不超过第一编码器计量到的完整脉冲数量。则该段时间内，连续油管走过的长度即为5个脉冲的长度。

情况2，如图7所示，假设第一编码器发生相对滑动，仍然计量第一编码器走过5个脉冲时间内，第二编码器所计量的脉冲上升沿或下降沿数目N。

1)若第二编码器未发生相对滑动，则N>＝5，则该时间段内连续油管所走过的距离为N个脉冲长度；

2)若第二编码器发生部分滑动，但N>＝5，此时仍然按照连续油管所走过的距离为N个脉冲长度；

3)若第二编码器发生大量滑动，N<＝5，此时按照连续油管所走过的距离为5个脉冲长度。

情况2状况下，尤其是第一编码器和第二编码器同时发生相对滑动时，通过计量比较第一编码器的信号所走过的完整脉冲数量和第二编码器的信号所走过的脉冲上升沿或下降沿的数量，按照较多的脉冲数测算连续油管长度，从而减少一定的计量误差(相对滑动小的，时间段内计量的上升沿多，越接近于连续油管的实际长度)。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (5)

1.双信号互补式连续油管计数器，其特征是，包括导管器、上计数总成、下计数总成和支撑杆，所述下计数总成与支撑杆相连，所述下计数总成上设置有用于安装第二编码器的安装位，下计数总成与导管器的下壳体通过销连接，所述上计数总成上设置有用于安装第一编码器的安装位，上计数总成与导管器的上壳体通过销连接，导管器的下壳体及导管器的上壳体铰连接。

2.如权利要求1所述的双信号互补式连续油管计数器，其特征是，所述上计数总成包括上计数总成壳体、第一测量轮、一级轴和二级轴、小链轮和大链轮和机械计数器的安装位，其中，第一测量轮、第一编码器和小链轮在一级轴上同轴安装，大链轮和机械计数器在二级轴上同轴安装，大小链轮之间为链传动。

3.如权利要求2所述的双信号互补式连续油管计数器，其特征是，所述下计数总成包括下计数总成壳体、第二测量轮和轴，第二测量轮和第二编码器在该轴上同轴安装。

4.如权利要求1所述的双信号互补式连续油管计数器，其特征是，所述导管器还包括四个扶正轮，导管器的上壳体及导管器的下壳体各安装两个扶正轮。

5.如权利要求3所述的双信号互补式连续油管计数器，其特征是，所述第一测量轮及第二测量轮的周长相等。