本發(fā)明涉及油田開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置，屬于連續(xù)油管測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備是用于油氣井作業(yè)的一種先進(jìn)、高效裝置，連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量是連續(xù)油管作業(yè)過(guò)程中的重要組成部分。在石油生產(chǎn)過(guò)程中，下井油管長(zhǎng)度的精確測(cè)量對(duì)抽油泵、射孔設(shè)備的準(zhǔn)確定位以及及時(shí)掌握生產(chǎn)進(jìn)度、調(diào)整生產(chǎn)工藝都是十分重要的，尤其對(duì)連續(xù)管鉆井更是不可或缺的。目前，國(guó)內(nèi)外油田主要是采用機(jī)械式接觸連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置。機(jī)械式接觸連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置利用的是連續(xù)油管與機(jī)械計(jì)數(shù)輪的摩擦，使得機(jī)械計(jì)數(shù)輪將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成一級(jí)軸上光電編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而讀出連續(xù)油管的長(zhǎng)度。但在連續(xù)油管下入過(guò)程中其表面會(huì)粘有原油和雜質(zhì)，且連續(xù)油管表面是金屬的，硬度較大，在與計(jì)數(shù)輪接觸的過(guò)程中容易發(fā)生打滑，造成連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量存在誤差，致使作業(yè)效果不佳或者發(fā)生事故?，F(xiàn)有非接觸式激光傳感器利用激光多普勒原理在不接觸測(cè)量物體表面的情況下測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，然后再由電腦對(duì)速度進(jìn)行積分得到運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度。但是這種傳感器對(duì)環(huán)境條件要求苛刻，油田現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，四季溫差變化很大，會(huì)出現(xiàn)低于0℃或高于70℃的天氣，此時(shí)測(cè)量裝置內(nèi)部的光學(xué)元件會(huì)損壞，導(dǎo)致傳感器無(wú)法正常工作，因此該裝置很難在油田推廣應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可以在較大溫差環(huán)境下（-20℃~70℃）使用的連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置，該裝置既可以解決傳感器無(wú)法在低于10℃和高于40℃環(huán)境溫度下工作的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)非接觸的測(cè)量方式避免了機(jī)械接觸式裝置所帶來(lái)的因計(jì)數(shù)輪打滑而造成的計(jì)量油管長(zhǎng)度不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的：本發(fā)明提出的一種連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置固接在支撐桿上，支撐桿與滾筒上方的橫梁通過(guò)兩個(gè)對(duì)稱的卡箍進(jìn)行固定。該裝置由激光傳感器、聚光管、碳晶電加熱板、大功率交流電風(fēng)扇、溫度檢測(cè)元件、保溫箱外殼、保溫箱固定軸、導(dǎo)管輪以及測(cè)量裝置外殼等部分組成。其中保溫箱外殼通過(guò)兩側(cè)的保溫箱固定軸與測(cè)量裝置外殼連接，保溫箱另一側(cè)的表面有一個(gè)導(dǎo)線接口，箱體內(nèi)的激光傳感器、碳晶電加熱板、大功率交流電風(fēng)扇可以通過(guò)導(dǎo)線接口與外面的計(jì)算機(jī)或者電源連接。在導(dǎo)線接口的一側(cè)有四個(gè)螺紋通孔，起到與箱體內(nèi)部的激光傳感器相互連接，固定傳感器的作用。保溫箱內(nèi)部有一個(gè)聚光管，聚光管通過(guò)傳感器激光發(fā)射口的四個(gè)螺紋孔固定在激光發(fā)射口上，將激光口發(fā)射出來(lái)的激光聚集起來(lái)，傳遞到保溫箱外，集中照射在測(cè)量油管的表面。保溫箱外殼表面還有一個(gè)溫度檢測(cè)元件，起到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)溫度的作用，使激光傳感器始終處于適宜工作的環(huán)境溫度范圍內(nèi)。箱體內(nèi)的激光傳感器其上下表面各有六個(gè)螺紋通孔，用來(lái)連接上下兩個(gè)碳晶電加熱板或者大功率交流電風(fēng)扇。傳感器通過(guò)導(dǎo)線接口與外面的計(jì)算機(jī)連接，將所接受到的激光信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳遞到電腦，然后由電腦對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理。它的激光發(fā)射口是一塊矩形透明玻璃，發(fā)射的激光通過(guò)玻璃射到外面。激光發(fā)射口周圍有四個(gè)螺紋盲孔，用來(lái)連接聚光管。測(cè)量裝置上的導(dǎo)輪通過(guò)導(dǎo)輪軸固定在測(cè)量裝置外殼上，導(dǎo)輪為流線型設(shè)計(jì)，保證油管通過(guò)導(dǎo)輪組時(shí)呈直線運(yùn)動(dòng)。傳感器的激光發(fā)射口的方向始終垂直于油管運(yùn)動(dòng)的方向，當(dāng)油管通過(guò)導(dǎo)管輪時(shí)，激光傳感器發(fā)射出的光束在運(yùn)動(dòng)的油管表面開(kāi)始發(fā)生散射，此散射包含了多普勒頻移信號(hào)，計(jì)算機(jī)對(duì)采集的信號(hào)做快速的傅里葉變換便可以得到多普勒頻移，進(jìn)而得到油管的瞬時(shí)速度，再通過(guò)計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟件就可以計(jì)算出油管已經(jīng)下放的總長(zhǎng)度。當(dāng)冬秋季來(lái)臨時(shí)(環(huán)境溫度低于10℃的時(shí))，需要打開(kāi)保溫箱蓋板，把測(cè)量裝置通過(guò)激光傳感器上下表面的6個(gè)螺紋孔安裝在傳感器的表面，然后重新將保溫箱蓋板蓋上，再通過(guò)保溫箱外的溫度控制器設(shè)定好要加熱的溫度，通過(guò)導(dǎo)線接口接通外面的電源，對(duì)其進(jìn)行加熱到設(shè)置好的溫度。當(dāng)春夏季來(lái)臨時(shí)（環(huán)境溫度高于40℃的時(shí)），拆下加熱裝置，同時(shí)把散熱裝置通過(guò)傳感器表面的螺紋孔裝到傳感器表面，通過(guò)導(dǎo)線接口接通外面的電源，對(duì)其進(jìn)行散熱降溫，箱體外的溫度顯示器監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)的溫度，直到箱體內(nèi)的溫度降到傳感器適宜工作的溫度范圍內(nèi)。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述散熱裝置為大功率交流電風(fēng)扇，功率為20w，配置220v交流電壓，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速2300/2700（r/min）,風(fēng)量0.49/0.60（m³/min）。碳晶電加熱板的功率為50w，配置220v交流電壓，采用納米半導(dǎo)體碳晶高科技材料制成，碳晶電加熱板外接了一個(gè)溫度控制器。所述激光傳感器為uspeed-smart傳感器，工作環(huán)境溫度為10℃到40℃。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)保溫箱內(nèi)的碳晶電加熱板進(jìn)行加熱保溫或者大功率交流電風(fēng)扇的散熱降溫功能保證了測(cè)量裝置可以在我國(guó)各油田四季變化環(huán)境溫度（-20℃-70℃）下的使用。同時(shí)通過(guò)非接觸的測(cè)量方式有效解決了因計(jì)數(shù)輪和油管表面打滑而造成的機(jī)械式計(jì)量油管長(zhǎng)度不準(zhǔn)確的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線測(cè)量，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

圖1是裝有所述連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置的連續(xù)油管作業(yè)車三維示意圖。

圖2是支撐桿與滾筒上方的橫梁連接處的局部放大三維示意圖。

圖3是本發(fā)明提出的一種連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明提出的一種連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置的二維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖4所示的b-b的剖視圖。

圖6是聚光管、傳感器以及加熱裝置三者裝配好后的三維示意圖。

圖7是聚光管、傳感器、散熱裝置及保溫箱外殼裝配好后的三維示意圖。

圖8、圖9是圖5所示17處保溫箱殼體三維示意圖。

圖1—圖9中各主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明：1、測(cè)量裝置，2、支撐桿，3、橫梁，4、連續(xù)油管，5、纏繞滾筒，6、卡箍，7、螺母m10，8、頂蓋，9、螺栓m16x50，10、螺母m16，11、螺母m30，12、聚光管，13、前后殼，14、螺母m16，15、左右側(cè)外殼，16、保溫箱蓋板，17、保溫箱外殼，18、碳晶電加熱板，19、激光傳感器，20、保溫箱固定軸，21、導(dǎo)管輪，22、測(cè)量裝置外殼，23、溫度顯示器，24、導(dǎo)線接口，25、大功率交流電風(fēng)扇。

具體實(shí)施方式

發(fā)明提出的一種連續(xù)油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置（參見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9），該測(cè)量裝置（1）固接在支撐桿上（2），支撐桿（2）與纏繞滾筒（5）上方的橫梁（3）通過(guò)兩個(gè)對(duì)稱的卡箍（6）進(jìn)行固定（如圖1、圖2）。本裝置由激光傳感器（19）、聚光管（12）、碳晶電加熱板（18）、大功率交流電風(fēng)扇（25）、溫度檢測(cè)元件(23)、保溫箱外殼(17)、保溫箱固定軸(20)、導(dǎo)管輪（21）以及測(cè)量裝置外殼（22）等部分組成。其中保溫箱外殼（17）通過(guò)兩側(cè)的保溫箱固定軸（20）與測(cè)量裝置外殼（22）連接，保溫箱另一側(cè)的表面有一個(gè)導(dǎo)線接口（24），箱體內(nèi)的激光傳感器（19）、碳晶電加熱板（18）、大功率交流電風(fēng)扇（25）可以通過(guò)導(dǎo)線接口（24）與外面的計(jì)算機(jī)或者電源連接。在導(dǎo)線接口（24）的一側(cè)有四個(gè)螺紋通孔，起到與箱體內(nèi)部的激光傳感器（19）相互連接，固定傳感器的作用。保溫箱內(nèi)部有一個(gè)聚光管（12），聚光管（12）通過(guò)傳感器激光發(fā)射口的四個(gè)螺紋孔固定在激光發(fā)射口上，將激光口發(fā)射出來(lái)的激光聚集起來(lái)，傳遞到保溫箱外，集中照射在測(cè)量油管的表面。保溫箱外殼（17）表面還有一個(gè)溫度顯示器（23），起到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)溫度的作用，使激光傳感器（19）始終處于適宜工作的環(huán)境溫度范圍內(nèi)。箱體內(nèi)的激光傳感器（19）其上下表面各有六個(gè)螺紋通孔，用來(lái)連接上下兩個(gè)碳晶電加熱板（18）或者大功率交流電風(fēng)扇（25）。傳感器通過(guò)導(dǎo)線接口（24）與外面的計(jì)算機(jī)連接，將所接受到的信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線傳遞到電腦，然后由電腦對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理。它的激光發(fā)射口是一塊矩形透明玻璃，發(fā)射的激光通過(guò)玻璃射到外面。激光發(fā)射口周圍有四個(gè)螺紋盲孔，用來(lái)連接聚光管（12）。測(cè)量裝置上的導(dǎo)管輪組(21)通過(guò)導(dǎo)輪軸固定在測(cè)量裝置外殼（22）上，導(dǎo)輪為流線型設(shè)計(jì)，保證油管通過(guò)導(dǎo)輪組時(shí)呈直線運(yùn)動(dòng)。傳感器（19）的激光發(fā)射口的方向始終垂直于油管（4）運(yùn)動(dòng)的方向，當(dāng)油管（4）通過(guò)導(dǎo)管輪（21）時(shí)，發(fā)射出的光束在運(yùn)動(dòng)的油管（4）表面開(kāi)始發(fā)生散射，此散射包含了多普勒頻移信號(hào)，計(jì)算機(jī)對(duì)采集的信號(hào)做快速的傅里葉變換便可以得到多普勒頻移，進(jìn)而得到油管（4）的瞬時(shí)速度，再通過(guò)計(jì)算機(jī)內(nèi)的軟件就可以計(jì)算出油管已經(jīng)下放的總長(zhǎng)度。當(dāng)冬秋季來(lái)臨時(shí)(環(huán)境溫度低于10℃時(shí))，需要打開(kāi)保溫箱蓋板（16），把碳晶電加熱板（18）通過(guò)激光傳感器（19）上下表面的6個(gè)螺紋孔安裝在傳感器的表面（如圖6），然后重新將保溫箱蓋板（16）蓋上，再通過(guò)碳晶電加熱板外接的溫度控制器設(shè)定好要加熱的溫度，通過(guò)導(dǎo)線接口接通外面的電源，對(duì)其進(jìn)行加熱到指定好的溫度。當(dāng)春夏季來(lái)臨時(shí)(環(huán)境溫度大于40℃時(shí))，拆下碳晶電加熱板，同時(shí)把大功率交流電風(fēng)扇（25）通過(guò)傳感器表面的螺紋孔裝到傳感器表面（如圖7），通過(guò)導(dǎo)線接口（24）接通外面的電源，對(duì)其進(jìn)行散熱降溫，箱體表面的溫度顯示器（23）監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)的溫度，直到箱體內(nèi)的溫度降到傳感器適宜工作的溫度范圍內(nèi)。