螺桿鉆具振動記錄儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油鉆井工程井下設備技術領域，尤其涉及一種螺桿鉆具振動記錄儀。
【背景技術】
[0002]隨著石油工業(yè)的發(fā)展，定向井數量的增加，對螺桿鉆具的需求量越來越大，螺桿鉆具已經成為鉆井不可或缺的動力工具，而同時各大油田為了節(jié)省鉆井成本，均開始出現螺桿鉆具以租代購的經營模式，對螺桿鉆具的整體性能也要求更加高，租賃使用的時間難以統(tǒng)計，對結算和鉆具維修保養(yǎng)都帶來了一定的困難。
[0003]眾所周知，螺桿鉆具在工作時，會有伴隨有很有特征的機械振動，就好比汽車引擎在運轉的過程中也會發(fā)出很有特征的聲音一樣，這聲音實際上就是一種機械振動，有經驗的司機甚至可以通過這聲音來推斷出引擎轉速。用同樣的道理，我們也可以通過振動特征進行頻譜分析來獲得螺桿馬達的轉速，這些分析是要靠嵌入式計算機和軟件完成。
[0004]為了掌握鉆具的使用時間，從而了解鉆具是否達到了預期的使用壽命，以便為租賃、維修等服務提供有效的憑據，為了達到這一目的，我們公司最初是通過測量轉子/定子的相對轉速來進行記錄，進而要求對螺桿鉆具的主軸上安裝一定數量的磁鐵，通過霍爾元件來測量鉆具的實際轉速。同時，為了磁信號的傳導，還需要安裝配套的無磁元件。但是安裝上述環(huán)節(jié)的難度和成本相對較高，不利于批量生產，因此影響了項目的推進速度。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種螺桿鉆具振動記錄儀，以解決現有技術存在的無法對螺桿鉆具的使用時間進行計量為租賃結算和鉆具維修保養(yǎng)提供技術支持的問題。
[0006]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]—種螺桿鉆具振動記錄儀，由殼體、振動測量機構和電池組成，振動測量機構和電池置于殼體內部，殼體安裝并密封固定在螺桿鉆具外殼體上，振動測量機構包括微控制器、三軸加速度計、電源管理器、FLASH記憶體、藍牙控制器和磁性開關組成，微控制器分別與三軸加速度計、電源管理器、FLASH記憶體、藍牙控制器和磁性開關相連，電池通過電源管理器分別與微控制器和三軸加速度計相連，FLASH記憶體與藍牙控制器相連，外部的智能便攜設備通過藍牙控制器與微控制器相連。
[0008]上述智能便攜設備為手機、平板電腦或筆記本電腦。
[0009]上述微控制器的集成電路元件中帶有測溫和測井斜電子元件。
[0010]上述螺桿鉆具振動記錄儀的振動記錄方法為在鉆井使用螺桿鉆具的過程中，在螺桿鉆具的外殼體某一合適的部位開槽把螺桿鉆具振動記錄儀安裝并密封固定好，因為鉆井過程中只要開泥漿栗進行鉆進工作，螺桿鉆具本身就會在泥漿的作用下產生振動，通過三軸加速度計可實現空間上X，Y，Z三個軸的加速度的測量，微控制器對加速度信號進行FIR濾波和FFT頻譜分析，從而得到振動的頻譜特征，再通過微控制器的門限比較和來完成狀態(tài)機的判斷計時，最終記錄到FLASH記憶體上，等到鉆具返回地面后，將智能便攜設備與螺桿鉆具振動記錄儀相連，通過藍牙控制器將FLASH記憶體上的數據讀到諸如計算機、手機等常用設備上，微控制器的集成電路元件中帶有測溫和測井斜電子元件，可分別記錄不同深度的井底溫度和井身的斜度以及螺桿鉆具的工作時間的統(tǒng)計。
[0011 ]本實用新型的有益效果是:
[0012]1、不用安裝磁鐵以及任何無磁元件；
[0013]2、對安裝位置沒有特殊要求，因為機械振動在鉆具的各個部位都有存在，理論上任何位置都可以安裝；
[0014]3、不需要更改螺桿鉆具本身的結構設計，只需要在某一部位開設一塊很小的的空間；
[0015]4、讀取新跟蹤器可以直接使用智能手機，使用藍牙數據傳輸，不必拆卸。由于沒有活動元件和接插件，可以用環(huán)氧樹脂很有效的對電路進行密封。
【附圖說明】
[0016]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0017]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0018]圖中I微控制器、2三軸加速度計、3電池、4電源管理器、5FLASH記憶體、6藍牙控制器、7磁性開關、8智能便攜設備。
[0019]【具體實施方式】:
[0020]如圖所示，一種螺桿鉆具振動記錄儀，由殼體、振動測量機構和電池3組成，振動測量機構和電池3置于殼體內部，殼體安裝并密封固定在螺桿鉆具外殼體上，振動測量機構包括微控制器1、三軸加速度計2、電源管理器4、FLASH記憶體5、藍牙控制器6和磁性開關7組成，微控制器I分別與三軸加速度計2、電源管理器4、FLASH記憶體5、藍牙控制器6和磁性開關7相連，電池3通過電源管理器4分別與微控制器I和三軸加速度計2相連，FLASH記憶體5與藍牙控制器6相連，外部的智能便攜設備8通過藍牙控制器6與微控制器I相連。智能便攜設備8為手機、平板電腦或筆記本電腦，微控制器I的集成電路元件中帶有測溫和測井斜電子元件。
[0021 ]上述螺桿鉆具振動記錄儀的振動記錄方法為在鉆井使用螺桿鉆具的過程中，在螺桿鉆具的外殼體某一合適的部位開槽把螺桿鉆具振動記錄儀安裝并密封固定好，因為鉆井過程中只要開泥漿栗進行鉆進工作，螺桿鉆具本身就會在泥漿的作用下產生振動，通過三軸加速度計可實現空間上X，Y，Z三個軸的加速度的測量，微控制器對加速度信號進行FIR濾波和FFT頻譜分析，從而得到振動的頻譜特征，再通過微控制器的門限比較和來完成狀態(tài)機的判斷計時，最終記錄到FLASH記憶體上，等到鉆具返回地面后，將智能便攜設備與螺桿鉆具振動記錄儀相連，通過藍牙控制器將FLASH記憶體上的數據讀到諸如計算機、手機等常用設備上，微控制器的集成電路元件中帶有測溫和測井斜電子元件，可分別記錄不同深度的井底溫度和井身的斜度以及螺桿鉆具的工作時間的統(tǒng)計。
【主權項】
1.一種螺桿鉆具振動記錄儀，其特征是由殼體、振動測量機構和電池組成，振動測量機構和電池置于殼體內部，殼體安裝并密封固定在螺桿鉆具外殼體上，振動測量機構包括微控制器、三軸加速度計、電源管理器、FLASH記憶體、藍牙控制器和磁性開關組成，微控制器分別與三軸加速度計、電源管理器、FLASH記憶體、藍牙控制器和磁性開關相連，電池通過電源管理器分別與微控制器和三軸加速度計相連，FLASH記憶體與藍牙控制器相連，外部的智能便攜設備通過藍牙控制器與微控制器相連。2.根據權利要求1所述的螺桿鉆具振動記錄儀，其特征是智能便攜設備為手機、平板電腦或筆記本電腦。3.根據權利要求1所述的螺桿鉆具振動記錄儀，其特征是微控制器的集成電路元件中帶有測溫和測井斜電子元件。
【專利摘要】螺桿鉆具振動記錄儀，由殼體、振動測量機構和電池組成，振動測量機構和電池置于殼體內部，殼體安裝并密封固定在螺桿鉆具外殼體上，振動測量機構包括微控制器、三軸加速度計、電源管理器、FLASH記憶體、藍牙控制器和磁性開關組成，微控制器分別與三軸加速度計、電源管理器、FLASH記憶體、藍牙控制器和磁性開關相連，電池通過電源管理器分別與微控制器和三軸加速度計相連，FLASH記憶體與藍牙控制器相連，外部的智能便攜設備通過藍牙控制器與微控制器相連。本實用新型不用安裝磁鐵以及任何無磁元件；對安裝位置沒有特殊要求，不需要更改螺桿鉆具本身的結構設計，可以直接使用智能手機，通過藍牙數據傳輸，不必拆卸。
【IPC分類】G01H17/00
【公開號】CN205228634
【申請?zhí)枴緾N201521075586
【發(fā)明人】楊子江, 李彥, 趙志剛, 秦澤旭
【申請人】山東陸海石油技術股份有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月22日