專利名稱：動(dòng)力鉗扭矩監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對(duì)動(dòng)力套管鉗的緊扣扭矩值的監(jiān)控裝置。
眾所周知，石油、地質(zhì)鉆探用的管柱螺紋緊扣質(zhì)量對(duì)鉆井作業(yè)、工程質(zhì)量及井身安全起著至關(guān)重要的作用，管柱螺紋緊扣扭矩過小或扭矩值過大都會(huì)引起大的工程事故，或達(dá)不到工程質(zhì)量要求。尤其鉆井用套管，因管徑規(guī)格、鋼級(jí)型號(hào)、臂厚不同、控制緊扣扭矩值也不同，緊扣扭值過大會(huì)漲裂螺紋，產(chǎn)生過大應(yīng)力等。過小會(huì)造成螺紋聯(lián)接不好，導(dǎo)致密封不良。二種情況都會(huì)為以后的固井試壓、壓裂、采油造成嚴(yán)重不良影響。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種控制現(xiàn)有動(dòng)力鉗緊扣扭矩值的扭矩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以便于控制動(dòng)力鉗緊扣扭矩值達(dá)到最佳值。
本實(shí)用新型是由單片機(jī)(1)、鎖存器(2)、程序存貯器(3)、數(shù)據(jù)存貯器(4)、電擦除只讀存貯器(5)、擴(kuò)展I/O電路(6)、功能選擇電路(7)、A/D轉(zhuǎn)換電路(8)、精密測(cè)量放大電路(9)、數(shù)碼顯示電路(10)、脈沖信號(hào)輸入電路(11)、按鍵打印電路(12)組成；由安裝在動(dòng)力鉗體(13)上的壓力傳感器產(chǎn)生壓力模擬信號(hào)，光電脈沖編碼器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)單片機(jī)T0口記錄脈沖數(shù)，并利用計(jì)數(shù)中斷采集壓力模擬信號(hào)，并算出扭矩值。
單片機(jī)(1)為8031，鎖存器(2)為74LS373，程序存貯器(3)為2732，數(shù)據(jù)存貯器(4)為6264，電擦除只讀存貯器(5)為2864，擴(kuò)展I/O電路(6)為8155，功能選擇電路(7)由按鍵K1～K7及電阻排R1組成，A/D轉(zhuǎn)換電路(8)由ADC0809及74LS74，74LS02組成，精密測(cè)量放大電路(9)由三片OP-07及電阻R4～R7、電容C4組成，數(shù)碼顯示電路(10)由四片4511及電阻R14～R17組成，脈沖信號(hào)輸入電路(11)由40106及電阻R19、R20，電容C5組成，按鍵打印電路(12)由暫穩(wěn)電路及SEG打印機(jī)接口CA6組成，暫穩(wěn)電路由74LS00及電阻R21，R22按鍵K9組成；8031，2732，6264，2864，8155，ADC0809的數(shù)據(jù)線接在板上的數(shù)據(jù)總線上，其地址線接在板上的地址總線上，8031的P1口為功能鍵輸入口，P0口為地址/數(shù)據(jù)線接口，74LS373的輸出口為地址線的低八位，P2口的低五位為地址線的高五位，P2口的P2.5、P2.6、P2.7分別與8155，6264，2864的片選端口相連，P2.4與A/D轉(zhuǎn)換電路的選擇端口相連，P3.0、P3.1分別接打印機(jī)的數(shù)據(jù)選通信號(hào)STB“忙”信號(hào)BUSF，其它控制線與相應(yīng)的管腳上相連。
本實(shí)用新型具有精度高、穩(wěn)定性好、攜帶方便、易于操作、可現(xiàn)場(chǎng)顯示、打印緊扣扭矩值隨緊扣圈數(shù)變化曲線及緊扣最大扭矩值，適宜于石油、地質(zhì)、野外作業(yè)等場(chǎng)合。
圖面說明


圖1為本實(shí)用新型原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型的電路實(shí)施例圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步說明本裝置的單片機(jī)(1)為8031，鎖存器(2)為74LS373，程序存貯器(3)為2732，數(shù)據(jù)存貯器(4)為6264，電擦除只讀存貯器(5)為2864，擴(kuò)展I/O電路(6)為8155，功能選擇電路(7)由按鍵K1～K7及電阻排R1組成，A/D轉(zhuǎn)換電路(8)由ADC0809及74LS74，74LS02組成，精密測(cè)量放大電路(9)由三片OP-07及電阻R4～R7，電容C4組成，數(shù)碼顯示電路(10)由四片4511及電阻排R14～R17組成，脈沖信號(hào)輸入電路(11)由40106及電阻R19，R20，電容C5組成，按鍵打印電路(12)由暫穩(wěn)電路及SEG打印機(jī)接口CA6組成，暫穩(wěn)電路由74LS00及電阻R21、R22，按鍵K9組成。
單片機(jī)(1)8031的P0口與鎖存器(2)74LS373的輸入口D0～D7，程序存貯器(3)2732的數(shù)據(jù)口D0～D7，數(shù)據(jù)存貯器(4)6264數(shù)據(jù)口D0～D7，電擦除只讀存貯器(5)2864的數(shù)據(jù)口D0～D7，擴(kuò)展I/O電路(6)8155的地址/數(shù)據(jù)復(fù)合線AD0～AD7，A/D轉(zhuǎn)換電路(8)ADC0809的數(shù)據(jù)口D0～D7相連；鎖存器(2)74LS373的輸出端A0～A7為低八位地址端，P2口的低五位P2.1、P2.1、P2.2、P2.3、P2.5(即A8、A9、A10、A11、A12)為高五位地址端分別與程序存貯器(3)2732的A0～A11，數(shù)據(jù)存貯器(4)6264的A0～A12，電擦除只讀存貯器(5)2864的A0～A12相連；單片機(jī)(1)8031的讀寫控制端WR、RD與數(shù)據(jù)存貯器(4)6264的讀寫端，電擦除只讀存貯器(5)2864的讀寫端，擴(kuò)展I/O電路(6)8155的讀寫端及A/D轉(zhuǎn)換電路的選擇端相連；P2口的高四位P2.4、P2.5、P2.6、P2.7(即A12、A13、A14、A15)分別與A/D轉(zhuǎn)換電路數(shù)據(jù)存貯器(2)6264，電擦除只讀存貯器(5)2864及擴(kuò)展I/O電路(6)8155的片選信號(hào)端相連；單片機(jī)(1)8031的復(fù)位端口RESET與擴(kuò)展I/O電路(6)8155的復(fù)位端口RESET相連；單片機(jī)(1)8031的ALE端與鎖存器(2)74LS373的ALE端、擴(kuò)展I/O電路(6)8155的ALE端、分頻器74LS74的CLK端相連；單片機(jī)(1)8031的P1.0端口與暫穩(wěn)電路的輸出端口相連；P1.1～P1.7端口與功能選擇按鍵K1～K7相連；P3.0、P3.1分別與打印機(jī)的數(shù)據(jù)選通信號(hào)STB和“忙”信號(hào)BUSF相連；單片機(jī)(1)8031的TO端口與脈沖信號(hào)輸入電路的輸出口相連；擴(kuò)展I/O電路(6)8155的PA端口與打印機(jī)控制電路的數(shù)據(jù)口D0～D7相連；擴(kuò)展I/O電路(6)8155的PB口的低四位分別與數(shù)碼顯示電路(10)的四片4511的段控端A、B、C、D端口相連，PC端口的低四位分別與四片4511的位控端口LE相連；ADC0809的INO端口與精密測(cè)量放大電路的輸出端相連。
本實(shí)用新型的工作原理是由安裝在動(dòng)力鉗體(13)上的壓力傳感器產(chǎn)生壓力模擬信號(hào)，光電脈沖編碼器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，脈沖信號(hào)經(jīng)單片機(jī)的T0口記錄脈沖數(shù)，并利用計(jì)數(shù)中斷采集壓力模擬信號(hào)，即產(chǎn)生一次中斷，采集一次有效壓力值，壓力模擬信號(hào)經(jīng)處理后計(jì)算出扭矩值，存入數(shù)據(jù)存貯器，扭矩值經(jīng)數(shù)碼顯示電路顯示在屏幕上，緊扣結(jié)束后，通過接鍵K9可打印出緊扣扭矩值隨緊扣圈數(shù)變化曲線，并把緊扣最大值寫入電擦除只讀存貯器，以便于所有管柱緊完扣后，統(tǒng)一打出緊扣最佳值，歸檔整理等，下次作業(yè)時(shí)只需按清除鍵K6即可。K1為扭矩顯示開關(guān)，K2為壓力顯示開關(guān)，K3為圈數(shù)顯示開關(guān)，K4為表頭打印開關(guān)，K5為最大值打印開關(guān)，K6為最大值清除開關(guān)，K8為復(fù)位開關(guān)，K9為緊扣結(jié)束，啟動(dòng)打印電路開關(guān)。
本實(shí)用新型適用于國產(chǎn)ZY-II型動(dòng)力鉗兼用套管鉗，TQ-20型動(dòng)力套管鉗及國外同類型套管鉗。本裝置除可在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)顯示，打印緊扣扭矩值一緊扣圈數(shù)曲線及緊扣扭矩最大值外，還可現(xiàn)場(chǎng)顯示、打印兩次工作的緊扣時(shí)間間隔，可隨機(jī)存貯緊扣扭矩最大值。
權(quán)利要求1.一種用于控制動(dòng)力鉗緊扣扭矩值的扭矩監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于是由單片機(jī)(1)、鎖存器(2)、程序存貯器(3)、數(shù)據(jù)存貯器(4)、電擦除只讀存貯器(5)、擴(kuò)展I/O電路(6)、功能選擇電路(7)、A/D轉(zhuǎn)換電路(8)、精密測(cè)量放大電路(9)、數(shù)碼顯示電路(10)、脈沖信號(hào)輸入電路(11)、按鍵打印電路(12)組成；本裝置還包括安裝于動(dòng)力鉗體(13)上的壓力傳感器和一個(gè)電脈沖編碼器，所述電脈沖編碼器的脈沖信號(hào)輸出端與單片機(jī)(1)的T0口相連接，采集壓力模擬信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的扭矩監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于單片機(jī)(1)為8031，鎖存器(2)為74LS373，程序存貯器(3)為2732，數(shù)據(jù)存貯器(4)為6264，電擦除只讀存貯器(5)為2864，擴(kuò)展I/O電路(6)為8155，功能選擇電路(7)由按鍵K1～K7及電阻排R1組成，A/D轉(zhuǎn)換電路(8)由ADC0809及74LS74，74LS02組成，精密測(cè)量放大電路(9)由三片OP-07及電阻R4～R7、電容C4組成，數(shù)碼顯示電路(10)由四片4511及電阻R14～R17組成，脈沖信號(hào)輸入電路(11)由40106及電阻R19、R20，電容C5組成，按鍵打印電路(12)由暫穩(wěn)電路及SEG打印機(jī)接口CA6組成，暫穩(wěn)電路由74LS00及電阻R21，R22按鍵K9組成；8031，2732，6264，2864，8155，ADC0809的數(shù)據(jù)線接在板上的數(shù)據(jù)總線上，其地址線接在板上的地址總線上，8031的P1口為功能鍵輸入口，P0口為地址/數(shù)據(jù)線接口，74LS373的輸出口為地址線的低八位，P2口的低五位為地址線的高五位，P2口的P2.5、P2.8、P2.7分別與8155，6264，2864的片選端口相連，P2.4與A/D轉(zhuǎn)換電路的選擇端口相連，P3.0、P3.1分別接打印機(jī)的數(shù)據(jù)選通信號(hào)STB“忙”信號(hào)BUSF，其它控制線與相應(yīng)的管腳上相連。
專利摘要一種動(dòng)力鉗扭矩監(jiān)測(cè)裝置,它由單片機(jī)及外圍電路、數(shù)碼顯示電路、脈沖信號(hào)輸入電路和按鍵打印電路組成;由安裝在動(dòng)力鉗體上的壓力傳感器產(chǎn)生壓力模擬信號(hào),光電脈沖編碼器產(chǎn)生脈沖信號(hào),脈沖信號(hào)經(jīng)單片機(jī)T
文檔編號(hào)E21B19/00GK2292896SQ95220170
公開日1998年9月30日 申請(qǐng)日期1995年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月29日
發(fā)明者顧曉賢, 王舟如, 劉國輝 申請(qǐng)人:大港油田集團(tuán)鉆采工藝研究院, 機(jī)械工業(yè)部天津工程機(jī)械研究所