專利名稱：井下鐘機測試儀的制作方法
技術領域：
井下鐘機測試儀屬于石油工具測試儀器。
為了更好的獲取井下壓力，溫度等有關參數(shù)，科學合理的開采原油，對時鐘每次正試下井之前，都要在測試室模擬測試時鐘的走時精度，運行狀態(tài)即間隔時間內時鐘運行的最大值和最小值及平均值。過去操作者一直沿用傳統(tǒng)的方法，根據(jù)時鐘的轉輪滿量程時轉動的圈數(shù)用鋼板尺測量時鐘的位移量，確定時鐘在額定輸出力矩時的走時精度，誤差大精度低，還有一種CYZ－－3型鐘機測試儀精度高功能全，但是效率低，每次只能測試一支時鐘，測試周期只有三種(0.4S，0.5S，0.6S)，使用范圍窄，并且，因為采用微音傳感器，抗感擾能力差，也直接影響了測試精度。
本發(fā)明的目的是為了滿足油田生產需要，克服現(xiàn)有狀態(tài)不足，提高效率，提高測試精度，并能使油田有關部門獲得可靠的井下資料提供科學依據(jù)。
本發(fā)明的構思是鐘機測試儀由傳感器和主機(含附助配套設備－－模擬工作室)兩部分組成。主機包括中樞控制部分，溫度控制部分，前向通道部分，人機通道部分。本發(fā)明的核心部分在于采用了光纖傳感器，當光纖傳感器探頭端與固定在特制專用的夾具上的被測鐘機擺輪間的距離調整到3～5mm時，可接收鐘機擺輪上的光信號并輸入主機，通過信號變換裝置將光信號轉換成電信號，再由信號變換電路轉換成微機所能接受的信號，然后，由計算機將信號進行處理和比較，計算出鐘機的5分鐘誤差，積累誤差及誤差的最大值，平均值，最小值，并且可以存貯，顯示，打印和報警。光纖傳感器探頭端靠進被測件鐘機擺輪，另一端，由金屬分叉器及其蓋板將光纖傳感器分成兩個帶有相同插接端頭的發(fā)射光纖和接收光纖同主機聯(lián)接。紅外發(fā)光管做光源，安裝在其管座內，與光纖傳感器插接端頭上的螺母通過螺紋與管座聯(lián)接，使光纖束與發(fā)光管緊密接觸，構成發(fā)射光纖。同樣方式將紅外光電接收管與另一個光纖束緊密接觸，構成接收光纖。當探頭端與被測件距離適當時，發(fā)射光纖照亮被測表面的面積最大，反射到接收光纖的光度最強，輸出的光信號(輸入主機)也最強。
本發(fā)明將產生如下積極效果效率高可同時檢測五只鐘機；測試周期可在0.01～0.99S之間根據(jù)需要任意設定；采集信號容易，抗干擾能力強，提高了測試精度；廣泛用于國產鐘機和美國進口及仿制的鐘機。


圖1整機結構示意圖。
圖2光纖傳感器結構示意圖。
圖3光纖傳感器剖面示意圖。
實施例光纖傳感器的光纖束3由單根石英材料組成，外層有耐高溫塑料保護層6做護套。電金屬分叉器8及其雙孔金屬蓋板7(二者用樹脂膠膠合固定)將光纖傳感器分成兩端，探頭端與特制的專用夾具配用可接收被測鐘機擺輪上的光信號，其金屬探頭護套9與耐高溫塑料保護層6用樹脂膠膠合固定。另一端是兩根帶有插接端頭結構相同的光纖，即所謂的發(fā)射光纖和接收光纖。發(fā)射光纖需由2GLA紅外發(fā)光管1做光源，將其安入用螺絲固定在主機后面板11上的金屬管座2內。測試時，管座與其中一個光纖傳感器的插接端頭4上的連接螺母5通過螺紋聯(lián)接，使光纖束與發(fā)光管緊密接觸，構成發(fā)射光纖。插接端頭4由金屬材料加工成帶有凸臺狀，套在帶內螺紋的金屬連接螺母5內，用樹脂膠與光纖束的外保護層6膠粘固定。用同樣的裝配方式，將紅外光電接收管2CU2 10安在其管座內，構成接收光纖。主機的中樞控制部分是用一片MCS－－51系列的8031為核心的單片機構成。控溫部分采用購置的可調恒溫箱12，實現(xiàn)模擬井下鐘機工作環(huán)境的工作室，通過專用的夾具，將被測鐘機固定在內。前向通道部分共分五組，可同時測試五個鐘機，除5只傳感器外還有放大，濾波，整形電路及計數(shù)器等組成，以實現(xiàn)采集可表征鐘機運動狀態(tài)的信號。人機通道部分由鍵盤，數(shù)碼管及打印機組成。主機各單元部分均按原理圖焊接和插件聯(lián)接，安裝和調試后方能工作。實現(xiàn)將鐘機的運行狀態(tài)，由光纖傳感器取得信號，經放大濾波整形變?yōu)槊}沖信號進入計數(shù)器，每個計數(shù)器設定工作時間為5分鐘，當計數(shù)器工作滿5分鐘時向中樞控制部分8031申請中斷，并且由8031對數(shù)據(jù)進行處理，計數(shù)器重新置數(shù)，把前一時刻計數(shù)器的數(shù)據(jù)與相應的標準數(shù)據(jù)進行比較，得出走時誤差，按設置的打印間隔時間進行打印。被測鐘機的運動周期和打印間隔，走時及所需輸入的各種數(shù)據(jù)均由功能鍵輸入，結果由打印機輸出和數(shù)碼管顯示。
權利要求井下鐘機測試儀由主機和傳感器組成，主機包括中樞控制部分，溫度控制部分，前向通道部分，人機通道部分，按著電氣原理聯(lián)接，其特征在于采用了光纖傳感器，由金屬分叉器和與其膠粘固定在一起的雙孔蓋板將傳感器分成帶有護套的探頭端和兩根帶有插接端頭，結構相同的光纖，其中一個與主機后面板上安裝的紅外發(fā)光管緊密接觸，構成發(fā)射光纖，同樣另外一個與光電接收管緊密接觸構成接收光纖，發(fā)射光纖，接收光纖的插接端頭均由金屬材料加工成帶有凸臺狀套入帶有內螺紋的金屬聯(lián)接螺母內與光纖束的外保護套膠粘固定而成。
專利摘要井下鐘機測試儀屬于石油工具測試儀器，采用光纖傳感器于主機配用，可同時檢測五支鐘機，測試周期在0.01～0.99S之間任意設定，采集信號容易抗干擾能力強，傳感器由分叉器分成探頭端和接收光纖與發(fā)射光纖端，當探頭端與鐘機擺輪距離調到一定距離時，可接收被測信號輸入主機，通過一系列電路變換，計算，可打印，顯示出被測鐘機的各種數(shù)據(jù)，廣泛適用國產鐘機和美國進口鐘機及仿制的鐘機。
文檔編號E21B47/02GK2132830SQ9222769
公開日1993年5月12日 申請日期1992年7月10日 優(yōu)先權日1992年7月10日
發(fā)明者鐘丹東, 馮國華, 朱春波, 鐘大荒, 田永海, 黃前軍 申請人:牡丹江市石油儀器工具廠