專利名稱：井下儲存式管桿參數(shù)檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機械采油技術(shù)領(lǐng)域中的一種檢測裝置，尤其涉及對井下抽油桿、油管的拉、壓應力、加速度、扭矩、溫度等參數(shù)進行檢測的井下儲存式管桿參數(shù)檢測器。
背景技術(shù)：
機械采用的油井從地面到油層設置套管，套管內(nèi)設置油管，油管內(nèi)的底部設置油泵，地面上設置抽動機，抽動機和油泵之間設置數(shù)千米相互連接的抽油桿，通過抽動機舉升方式的運動，將地下的原油抽出。由于受地層、產(chǎn)出液物性、井筒以及工藝水平等因素影響，抽油桿斷脫、偏磨等故障較多，是引起油井維護性作業(yè)井次增加的主要原因之一。一方面嚴重影響油井的生產(chǎn)，另一方面也大幅度增加了采油成本。由于井下抽油桿系統(tǒng)影響因素相對復雜，既與井身軌跡、桿柱設計有關(guān)，還與抽油機的工作參數(shù)、產(chǎn)出液物性等有關(guān)。多年來，各油田一直沿用理論分析——建?！嬎銠C軟件的方式分析研究抽油桿力學狀況，60-80年代，對桿柱力學模型的分析基本上都建立在一維粘性阻尼波動方程基礎(chǔ)上，80年代后，隨著斜井、定向井的增多，人們在相關(guān)模型中引入了桿與管的摩擦力，考慮了斜井井眼軌跡的影響，由以往的一維振動問題變成縱向、橫向的三維振動問題。實踐證明，采用現(xiàn)有的方法分析、計算的結(jié)果與實際相差仍然較大，無法正確指導生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是針對現(xiàn)有理論、建模、編程分析抽油桿受力狀況與實際不相符合的問題，提供一種能深入井下實測不同位置抽油桿各相關(guān)參數(shù)的井下儲存式管桿參數(shù)檢測器，從而為三維力學模型的求解提供邊界條件，也為檢驗和標定三維力學模型的正確性提供數(shù)據(jù)，從而建立科學的抽油桿力學分析系統(tǒng)，為優(yōu)化機桿泵組合創(chuàng)造條件，提高油井生產(chǎn)效率，降低采油成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種井下儲存式管桿參數(shù)檢測器，其特征在于具有軸向空腔的抽油桿上接頭和下接頭之間接有串接相通的傳感器倉柱和電路板倉柱，傳感器倉柱內(nèi)設置參數(shù)傳感器，電路板倉柱內(nèi)設置信號調(diào)理電路、主控制器、實時時鐘電路、大容量存儲器、電源控制電路和主控制器上的通訊接口構(gòu)成的電路板，各傳感器經(jīng)導線聯(lián)接信號調(diào)理電路的輸入端，下接頭的腔內(nèi)設置電池，電池經(jīng)導線與電路板中的電源控制電路聯(lián)接，抽油桿上下接頭的腔內(nèi)及傳感器倉柱內(nèi)、電路板倉柱內(nèi)注有絕緣油，抽油桿上下接頭的兩端旋有注油塞。
本實用新型與抽油桿串接一起深入井下，通過設置在傳感器倉柱中的拉、壓、扭、加速度以及井斜、溫度等參數(shù)傳感器，將抽油桿在不同井深所受的上述各參數(shù)采集、儲存在芯片中，從而獲得真實、可靠的數(shù)據(jù)，在實驗測試或檢泵時起出回放，為三維力學模型的求解提供了數(shù)據(jù)，為優(yōu)化機桿泵組合創(chuàng)造了條件，本實用新型具有很強的實用性，可以真實掌握井下抽油管桿受力和其它參數(shù)的狀況，最大限度地解決抽油桿斷脫、偏磨等技術(shù)難題，為油井、區(qū)塊建立準確可靠的抽油桿力學模型提供了可靠的相關(guān)參數(shù)，為油井精確診斷提供了手段，提高了抽油管桿的使用壽命，提高了油田的生產(chǎn)效率，降低了采油成本，最終有利于提高油田的經(jīng)濟效益。
本實用新型中，信號調(diào)理電路、主控制器、實時時鐘電路、大容量存儲器、電源控制電路等都是現(xiàn)有成熟技術(shù)，本實用新型僅利用這些技術(shù)，因而本實用新型不再詳述電路的組成。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型中電路框圖；圖中，1是抽油桿下接頭，2是電路板倉柱，3是傳感器倉柱，4是抽油桿上接頭，5是拉壓傳感器，6是扭力傳感器，7是溫度傳感器，8是加速度傳感器，9是斜度傳感器，10是電路板，11是O型密封圈，12是絕緣油，13是高溫電池，14是注油塞。
具體實施方式
本實用新型包括具有軸向空腔的抽油桿上接頭4、抽油桿下接頭1、抽油桿上下接頭之間連接的呈階梯柱狀的，具有軸向通孔的傳感器倉柱3和電路板倉柱2，以及傳感器倉柱3內(nèi)設置的拉壓傳感器5、扭力傳感器6、溫度傳感器7、加速度傳感器8、斜度傳感器9，電路板倉柱2內(nèi)設置的由信號調(diào)理電路、實時時鐘電路、大容量存儲器、主控制器、電源控制電路等組成的電路板10。各傳感器經(jīng)導線聯(lián)接信號調(diào)理電路的輸入端，抽油桿下接頭1的腔內(nèi)設置高溫電池13，電池13經(jīng)導線與電源控制電路聯(lián)接，連接起來的抽油桿上接頭4、傳感器倉柱3、電路板倉柱2、抽油桿下接頭1的空腔內(nèi)注有絕緣油12，絕緣油12在各腔室建立一個壓力平衡場，同時起到減震、傳溫的作用。抽油桿上下接頭的兩端旋有注油塞14，注油塞14用來向各腔室注入絕緣油和密封作用。傳感器倉柱3的小直徑部旋入抽油桿上接頭4大直徑部的內(nèi)螺紋，電路板倉柱2的小直徑部旋入傳感器倉柱3大直徑部的內(nèi)螺紋，抽油桿下接頭1的小直徑部旋入電路板倉柱2的大直徑部的內(nèi)螺紋；傳感器倉柱3、電路板倉柱2、抽油桿下接頭1的小直徑部設置圓周向密封槽，槽內(nèi)嵌有O型密封圈11，設置O型密封圈11用來防止井下高溫、高壓液體進入各腔室。使用時，抽油桿上接頭4、抽油桿下接頭1串接在深入井下的各種規(guī)格抽油桿中，電路板倉柱2內(nèi)電路板10上的信號調(diào)理電路主要作用是將各傳感器的模擬電壓信號放大調(diào)整到主控制器能處理的電壓范圍，主控制器將電壓信號轉(zhuǎn)換成相應數(shù)值進行后續(xù)處理；實時時鐘電路用于產(chǎn)生年、月、日、時、分、秒信號，傳回主控制器，主控制器由此產(chǎn)生時向標簽；大容量存儲器電路將從傳感器采集的數(shù)據(jù)和相應的時標數(shù)據(jù)，通過主控制器存儲在大容量存儲器中，該存儲器能在掉電狀態(tài)下保持數(shù)據(jù)兩年以上；設置的通訊接口以便和外設的PC機交換數(shù)據(jù)，包括參數(shù)設置和數(shù)據(jù)回放；電源控制電路要確保在無外部供電的情況下能工作三個月以上。上述電路均有成熟的現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型選擇采用即可。
權(quán)利要求1.一種井下儲存式管桿參數(shù)檢測器，其特征在于具有軸向空腔的抽油桿上接頭和下接頭之間接有串接相通的傳感器倉柱和電路板倉柱，傳感器倉柱內(nèi)設置參數(shù)傳感器，電路板倉柱內(nèi)設置信號調(diào)理電路、主控制器、實時時鐘電路、大容量存儲器、電源控制電路和主控制器上的通訊接口構(gòu)成的電路板，各傳感器經(jīng)導線聯(lián)接信號調(diào)理電路的輸入端，下接頭的腔內(nèi)設置電池，電池經(jīng)導線與電路板中的電源控制電路聯(lián)接，抽油桿上下接頭的腔內(nèi)及傳感器倉柱內(nèi)、電路板倉柱內(nèi)注有絕緣油，抽油桿上下接頭的兩端旋有注油塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下儲存式管桿參數(shù)檢測器，其特征在于傳感器倉柱內(nèi)設置的參數(shù)傳感器可為拉壓、扭力、溫度、加速度、斜度等傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下儲存式管桿參數(shù)檢測器，其特征在于傳感器倉柱和電路板倉柱均呈階梯柱狀，傳感器倉柱的小直徑部與抽油桿上接頭大直徑部內(nèi)螺紋旋接，電路板倉柱的小直徑部與傳感器倉柱大直徑部內(nèi)螺紋旋接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下儲存式管桿參數(shù)檢測器，其特征在于抽油桿下接頭的小直徑部與電路板倉柱大直徑部內(nèi)螺紋旋接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的井下儲存式管桿參數(shù)檢測器，其特征在于傳感器倉柱、電路板倉柱、抽油桿下接頭的小直徑部設置有圓周向密封槽，槽內(nèi)嵌有O形密封圈。
專利摘要本實用新型涉及機械采油技術(shù)領(lǐng)域中的一種井下儲存式管桿參數(shù)檢測器，由可與抽油桿連接的上下接頭及上下接頭之間的傳感器倉柱和電路板倉柱構(gòu)成，其主要特點是設置在傳感器倉柱內(nèi)的各參數(shù)傳感器可將不同井深的各參數(shù)采集、儲存在芯片中，并可回放，本實用新型可真實掌握井下抽油管桿受力及其它參數(shù)狀況，最大限度地降低抽油桿斷脫、偏磨等技術(shù)難題，為優(yōu)化機桿泵組合創(chuàng)造了條件，為建立準確可靠的抽油桿力學模型提供了可靠的參數(shù)，有利于提高油田的經(jīng)濟效益。
文檔編號E21B47/024GK2680854SQ20042002492
公開日2005年2月23日 申請日期2004年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月23日
發(fā)明者劉松林, 楊海濱, 王明才, 洪光明 申請人:中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院