專利名稱：抽汲作業(yè)密封防噴測(cè)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種密封防噴測(cè)控裝置，具體地說是一種抽汲作業(yè)密封 防噴自動(dòng)測(cè)試控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，在油田試油、抽汲、撈油、撈砂等井下作業(yè)中，需要對(duì)井中的鋼 絲繩進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封，以防止油水隨鋼絲繩上起而噴出，造成作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境 污染，對(duì)井中的鋼絲繩進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封的專用工具是密封防噴裝置，目前作業(yè) 現(xiàn)場(chǎng)使用的密封防噴裝置以人工控制為主，這種人工控制方式主要有三個(gè)缺 點(diǎn) 一是勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低；二是人工參與多，安全可靠性低；三是 密封效果和作業(yè)狀態(tài)不確定，易于發(fā)生安全事故。
現(xiàn)在用的多數(shù)抽汲作業(yè)密封防噴裝置多使用手動(dòng)液壓泵，有的甚至仍使 用管鉗上緊，即使有些密封防噴裝置使用液壓泵或氣泵，作業(yè)時(shí)抽子深度、液 面深度、抽子沉沒深度、抽子上升或下降狀態(tài)、繩速、抽汲次數(shù)、密封壓力、 鋼絲載荷、出液狀態(tài)、出液總量、本次出液量等作業(yè)狀態(tài)僅憑現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工人 的經(jīng)驗(yàn)和感覺，這樣的作業(yè)模式顯然是不合時(shí)宜的。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種抽汲作業(yè)密封防噴測(cè)控裝置。以克服現(xiàn) 有裝置存在的不足，滿足油田抽汲作業(yè)提高作業(yè)工程的質(zhì)量的現(xiàn)實(shí)需要。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的其結(jié)構(gòu)包括有與主控制器輸入端相連接的載 荷和深度及方向信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)、出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)，還包括 有與主控制器輸出端相連接的密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)、絞車剎車保護(hù)機(jī) 構(gòu)。在抽汲作業(yè)時(shí)，主控制器連續(xù)檢測(cè)載荷、深度及抽汲狀態(tài)信號(hào)，并將數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)于主控制器中，經(jīng)主控制器處理，將數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上。當(dāng)載荷信 號(hào)、深度信號(hào)符合預(yù)先設(shè)定的工作值時(shí)，主控制器控制與其相連的密封防噴 裝置壓力控制機(jī)構(gòu)為抽汲作業(yè)密封防噴裝置提供不同的密封壓力，當(dāng)載荷信
號(hào)、深度信號(hào)超過預(yù)先設(shè)定的極限值時(shí)剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)超限保護(hù)。
載荷和深度及方向信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)可有四種實(shí)現(xiàn)方式 一是在抽汲作業(yè)滑 輪上方便處安裝軸銷式載荷傳感器和深度編碼器或使用由磁鋼和霍爾元件組 成的磁電式深度編碼器測(cè)量載荷和深度及方向；二是在鋼絲繩合適位置安裝 三滑輪張力和位移傳感器測(cè)量載荷和深度及方向；三是在絞車滾筒上安裝深 度編碼器或使用由磁鋼和霍爾元件組成的磁電式深度編碼器測(cè)量深度及方 向，在滑輪處使用軸銷或軸重傳感器測(cè)量載荷；四是在絞車滾筒上安裝深度 編碼器或使用由磁鋼和霍爾元件組成的磁電式深度編碼器，在滾筒前方合適 處以合適方式安裝穿過滾筒鋼絲繩的滑輪，方便處安裝軸銷式載荷傳感器和 深度編碼器或使用由磁鋼和霍爾元件組成的磁電式深度編碼器測(cè)量載荷和深 度及方向。由以上方式獲得的載荷和深度及方向信號(hào)輸出線接至主控制器的 信號(hào)輸入端。
出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)是在井口四通上安裝一個(gè)浮子液位 開關(guān)，信號(hào)線接至主控制器。通過測(cè)量液面信號(hào)獲得出液信號(hào)，結(jié)合深度信 號(hào)及管柱內(nèi)徑計(jì)算出液量，再次獲取浮子液位開關(guān)信號(hào)來判斷抽汲工具狀態(tài)。
絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)由手剎、主動(dòng)軸、從動(dòng)軸、固定支承、氣缸、活塞桿、 氣管線、電磁閥和離合器組成。
密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)由溢流閥和電控?fù)Q向閥組成。
本實(shí)用新型以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，提高了抽汲作業(yè)密 封防噴測(cè)控裝置的可靠性。本實(shí)用新型的使用，有利于提高工作效率和經(jīng)濟(jì) 效益，提高了整個(gè)系統(tǒng)的安全性、適用性、可靠性，便于推廣應(yīng)用。

圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意框圖。
圖2是本實(shí)用新型的出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)剖視圖。 圖3是載荷和深度及方向信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)剖視圖。 圖4是圖3沿A-A方向的剖示圖。 圖5是本實(shí)用新型的絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6是本實(shí)用新型的主控制器的電原理框圖。
附圖中的部件標(biāo)號(hào)分別是:l、抽汲作業(yè)密封防噴裝置；2、出液及抽汲工 具狀態(tài)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)；3、出液管線；4、儲(chǔ)液罐；5、載荷和深度及方向信號(hào) 獲取機(jī)構(gòu)；6、密封防噴裝置液或氣管線；7、出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)線；8、 載荷和深度及方向信號(hào)線；9、主控制器；10、密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)控 制信號(hào)線；11、密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)；12、泵站液或氣管線；13、泵 站；14、泵站控制線；15、絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)；16、絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)控制 線；17、報(bào)警機(jī)構(gòu)；18、報(bào)警機(jī)構(gòu)控制線；19、出液口； 20、四通；21、浮 子；22、磁鋼；23、盲板支架；24、霍爾開關(guān)模塊；25、外殼；26、滑輪； 27、磁鋼；28、深度編碼器；29、滑輪萬向架；30、霍爾開關(guān)模塊；31、底 座；32、軸銷載荷傳感器；33、固定支撐；34、氣缸；35、活塞桿；36、氣 管線；37、電磁閥；38、固定支撐；39、從動(dòng)軸；40、離合器；41、主動(dòng)軸;
42、固定支撐；43、固定支撐；44、手剎。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本抽汲作業(yè)密封防噴測(cè)控裝置包括有主控制器9、載荷和 深度及方向信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)5、出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)2、抽汲作業(yè) 密封防噴裝置l、密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)ll、泵站13、絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu) 15、報(bào)警機(jī)構(gòu)17，密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)ll由溢流閥和電控?fù)Q向閥組成。
如圖2所示，出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)中四通20的出液口19通 過圖1中出液管線3與儲(chǔ)液罐4相連，浮子21在抽汲液體的浮力作用下浮起，此 時(shí)浮子21上的磁鋼22的磁力透過盲板支架23作用在霍爾開關(guān)模塊24上，外殼 25用于密封，由此獲得出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)。
如圖3和圖4所示，載荷和深度及方向信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)是底座31上安裝可 自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滑輪萬向架29,滑輪26通過軸銷載荷傳感器32安裝于滑輪萬向架 29上，深度編碼器28與滑輪萬向架29和滑輪26相連，或滑輪26上安裝磁鋼27 滑輪萬向架29上安裝霍爾開關(guān)模塊30,由此獲得載荷和深度及方向信號(hào)。
如圖5所示，絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)是由手剎44、離合器40、主動(dòng)軸41、從 動(dòng)軸39、氣缸34、活塞桿35、氣管線36、電磁閥37和固定支撐43、固定支撐 42、固定支撐38、固定支撐33組成，離合器40使絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)氣缸自動(dòng)
剎車與手剎相互隔離互不影響，固定支撐43與主動(dòng)軸41內(nèi)外配合有嫘紋，手 剎44轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)主動(dòng)軸41沿軸向運(yùn)動(dòng)，完成主動(dòng)軸41與從動(dòng)軸39的離合。
主控制器9中的帶CPU的信號(hào)處理系統(tǒng)如圖6所示，是由相互連接的信號(hào) 調(diào)理電路、信號(hào)處理器、通信接口電路、電源及充電、濾波、保護(hù)電路、聲 光指示、報(bào)警和繼電器組成。其中的信號(hào)調(diào)理電路，可以是數(shù)字信號(hào)濾波整 形電平變換電路和模擬信號(hào)濾波放大電路；也可以是模擬信號(hào)解調(diào)濾波放大 電路和模擬信號(hào)濾波放大電路。信號(hào)處理器包含有A/D轉(zhuǎn)換器、CPU和存儲(chǔ)器。 信號(hào)處理器既可以使用獨(dú)立功能的芯片組成，也可以使用片上系統(tǒng)(內(nèi)含A/D、 CPU、存儲(chǔ)器、通信接口)。存儲(chǔ)器可使用非掉電易失存儲(chǔ)器。通信接口電路 可使用有線接口或無線接口。
在進(jìn)行抽汲作業(yè)時(shí)，將主控制器9的電源打開，主控制器9通過載荷和深 度及方向信號(hào)線8與載荷和深度及方向信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)5相連獲取載荷和深度及 方向信號(hào)；通過出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)線7與安裝在抽汲作業(yè)密封防噴裝置 l上的出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)2相連獲取出液及抽汲工具狀態(tài)信 號(hào)，同時(shí)將連續(xù)檢測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于主控制器中，經(jīng)主控制器處理，將數(shù)據(jù)顯示 在儀表的顯示屏上。當(dāng)載荷信號(hào)、深度信號(hào)、方向信號(hào)符合預(yù)先設(shè)定的工作 值時(shí)，主控制器9通過密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)控制信號(hào)線10控制與其相連 的密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)ll,密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)ll通過密封防 噴裝置液或氣管線6為抽汲作業(yè)密封防噴裝置1提供不同的密封壓力，密封防 噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)11由泵站13通過泵站液或氣管線12提供液或氣源，主控 制器9通過泵站控制線14控制泵站13啟動(dòng)或停止，當(dāng)載荷信號(hào)、深度信號(hào)超過 預(yù)先設(shè)定的極限值時(shí)，主控制器9通過絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)控制線16控制絞車剎 車保護(hù)機(jī)構(gòu)15動(dòng)作，主控制器9通過報(bào)警機(jī)構(gòu)控制線18控制報(bào)警機(jī)構(gòu)17報(bào)警， 達(dá)到提供不同的密封壓力和作業(yè)超限保護(hù)的目的。
權(quán)利要求1、一種抽汲作業(yè)密封防噴測(cè)控裝置，其特征在于該裝置包括有與主控制器(9)輸入端相連接的載荷和深度及方向信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)(5)、出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)(2)，還包括有與主控制器(9)輸出端相連接的密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)(11)、泵站(13)、絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)(15)和報(bào)警機(jī)構(gòu)(17)，密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)(11)由溢流閥和電控?fù)Q向閥組成，抽汲作業(yè)密封防噴裝置(1)和密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)(11)之間由氣液管線連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽汲作業(yè)密封防噴測(cè)控裝置，其特征在于所述 的出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)中四通(20)的出液口 (19)與儲(chǔ)液罐(4)相連，浮子(21)在抽汲液體的浮力作用下浮起，此時(shí)浮子(21)上的 磁鋼(22)的磁力透過盲板支架(23)作用在霍爾開關(guān)模塊(24)上，外殼 (25)用于密封，由此獲得出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的抽汲作業(yè)密封防噴測(cè)控裝置，其特征在于所述 的載荷和深度及方向信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)是底座(31)上安裝可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滑輪萬 向架(29)，滑輪(26)通過軸銷載荷傳感器(32)安裝于滑輪萬向架(29) 上，深度編碼器(28)與滑輪萬向架(29)和滑輪(26)相連，或滑輪(26) 上安裝磁鋼(27)滑輪萬向架(29)上安裝霍爾開關(guān)模塊(30)，由此獲得載 荷和深度及方向信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的抽汲作業(yè)密封防噴測(cè)控裝置，其特征在于所述 的絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)是由手剎(44)、離合器(40)、主動(dòng)軸(41)、從動(dòng)軸(39)、 氣缸(34)、活塞桿(35)、氣管線(36)、電磁閥(37)和固定支撐(43)、 固定支撐(42)、固定支撐(38)、固定支撐(33)組成，離合器(40)使絞 車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)氣缸自動(dòng)剎車與手剎相互隔離互不影響，固定支撐(43)與 主動(dòng)軸(41)內(nèi)外配合有螺紋，手剎(44)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)主動(dòng)軸(41)沿軸向 運(yùn)動(dòng)，完成主動(dòng)軸(41)與從動(dòng)軸(39)的離合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的抽汲作業(yè)密封防噴測(cè)控裝置，其特征在于所述 的主控制器(9)中有顯示器、鍵盤，機(jī)殼內(nèi)裝有帶CPU的信號(hào)處理系統(tǒng)，顯 示器和鍵盤與信號(hào)處理系統(tǒng)電連接，信號(hào)處理系統(tǒng)是由相互連接的信號(hào)調(diào)理 電路、信號(hào)處理器、通信接口電路、電源及充電、濾波、保護(hù)電路和聲光指 示、報(bào)警和繼電器組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種密封防噴測(cè)控裝置，具體地說是一種抽汲作業(yè)密封防噴自動(dòng)測(cè)試控制裝置。其結(jié)構(gòu)包括有與主控制器輸入端相連接的載荷和深度及方向信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)、出液及抽汲工具狀態(tài)信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)，還包括有與主控制器輸出端相連接的密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)、絞車剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)。在抽汲作業(yè)時(shí)，主控制器連續(xù)檢測(cè)載荷、深度及抽汲狀態(tài)信號(hào)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于主控制器中，經(jīng)主控制器處理，將數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上。當(dāng)載荷信號(hào)、深度信號(hào)符合預(yù)先設(shè)定的工作值時(shí)，主控制器控制與其相連的密封防噴裝置壓力控制機(jī)構(gòu)為抽汲作業(yè)密封防噴裝置提供不同的密封壓力，當(dāng)載荷信號(hào)、深度信號(hào)超過預(yù)先設(shè)定的極限值時(shí)剎車保護(hù)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)作業(yè)超限保護(hù)的目的。
文檔編號(hào)E21B33/03GK201062500SQ200720101108
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月8日
發(fā)明者付春虎, 江 何, 卞宇偉, 卞家輝, 朱紅濤, 王貴霞 申請(qǐng)人:卞宇偉