本實用新型涉及油田修井作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備。

背景技術(shù)：

修井作業(yè)機是油田修井作業(yè)過程中必須用到的設(shè)備之一，依靠繃繩將作業(yè)機固定在井場。修井過程中，上提、下放管柱時，繃繩會承受巨大的拉力。工具卡井現(xiàn)象在油田修井過程中普遍存在，此時，需要更大的拉力才能將管柱提出，沒有有效的拉力監(jiān)測裝置，則會導(dǎo)致一旦拉力超過繃繩拉力極限就會斷開導(dǎo)致井架倒塌，造成安全事故。這是油田普遍存在的安全隱患，而目前沒有有效解決這一問題的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種能有效地對修井作業(yè)機繃繩進行實時監(jiān)測的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備。

為達到上述目的，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，對修井作業(yè)機繃繩受到的拉力進行監(jiān)測，其中，所述修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備包括順次電信號連接的拉力傳感器、第一信號轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置、第二信號轉(zhuǎn)換裝置以及顯示裝置，所述拉力傳感器設(shè)置在所述修井作業(yè)機繃繩上，其中：

所述拉力傳感器用于采集所述修井作業(yè)機繃繩受到的拉力值并生成拉力模擬信號，將所述拉力模擬信號傳輸給所述第一信號轉(zhuǎn)換裝置；

所述第一信號轉(zhuǎn)換裝置用于接收所述拉力模擬信號，并將所述拉力模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳輸給所述數(shù)據(jù)傳輸裝置；

所述數(shù)據(jù)傳輸裝置用于接收所述數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號傳輸給所述第二信號轉(zhuǎn)換裝置；

所述第二信號轉(zhuǎn)換裝置用于接收所述數(shù)字信號，并將所述數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成拉力數(shù)據(jù)信號傳輸給所述顯示裝置；

所述顯示裝置用于接收所述拉力數(shù)據(jù)信號，并顯示拉力數(shù)據(jù)。

如上所述的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，所述第一信號轉(zhuǎn)換裝置包括相互電信號連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和第一單片機，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述拉力傳感器電信號連接，所述第一單片機與所述數(shù)據(jù)傳輸裝置電信號連接。

如上所述的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置包括相互電信號連接的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和數(shù)據(jù)接收模塊，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊與所述第一信號轉(zhuǎn)換裝置電信號連接，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊用于向所述數(shù)據(jù)接收模塊所述數(shù)字信號，所述數(shù)據(jù)接收模塊與所述第二信號轉(zhuǎn)換裝置電信號連接，所述數(shù)據(jù)接收模塊用于接收所述數(shù)字信號并傳輸給所述第二信號轉(zhuǎn)換裝置。

如上所述的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，所述數(shù)據(jù)發(fā)送模塊為無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊為無線數(shù)據(jù)接收模塊。

如上所述的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，所述第二信號轉(zhuǎn)換裝置為第二單片機。

如上所述的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，所述拉力傳感器為旁壓式傳感器。

如上所述的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，所述修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備還包括數(shù)據(jù)存儲器，所述數(shù)據(jù)存儲器與所述第二信號轉(zhuǎn)換裝置電信號連接，所述數(shù)據(jù)存儲器用于存儲所述拉力數(shù)據(jù)。

如上所述的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，所述修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備還包括聲光報警器，所述聲光報警器與所述第二信號轉(zhuǎn)換裝置電連接，所述聲光報警器用于在所述拉力數(shù)據(jù)超出預(yù)定值時進行報警。

如上所述的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，所述修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備還包括操作面板，所述操作面板與所述第二信號轉(zhuǎn)換裝置電信號連接。

如上所述的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，所述顯示裝置為液晶顯示屏。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點如下：

本實用新型通過設(shè)置拉力傳感器能夠?qū)⑿蘧鳂I(yè)機繃繩受到的拉力值實時地轉(zhuǎn)換成拉力模擬信號并傳輸至第一信號轉(zhuǎn)換裝置，且第一信號轉(zhuǎn)換裝置將拉力模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過數(shù)據(jù)傳輸裝置實時地傳輸至第二信號轉(zhuǎn)換裝置，第二信號轉(zhuǎn)換裝置將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成拉力數(shù)據(jù)信號并實時地通過顯示裝置顯示拉力數(shù)據(jù)，使工作人員能夠?qū)崟r地了解修井作業(yè)機繃繩受到的拉力，從而及時地對修井作業(yè)機繃繩進行維修或更換，避免出現(xiàn)由于修井作業(yè)機繃繩受力過大斷裂而導(dǎo)致的產(chǎn)生安全事故。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中：

圖1為本實用新型提供的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型提供的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備的另一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為修井作業(yè)機繃繩分布結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型提供的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備的拉力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標號說明：

1 修井作業(yè)機繃繩

2 拉力傳感器

3 第一信號轉(zhuǎn)換裝置

301 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊

302 第一單片機

4 數(shù)據(jù)傳輸裝置

401 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊

402 數(shù)據(jù)接收模塊

5 第二信號轉(zhuǎn)換裝置

6 顯示裝置

7 數(shù)據(jù)存儲器

8 時鐘模塊

9 看門狗模塊

10 聲光報警器

11 操作面板

具體實施方式

為了對本實用新型的技術(shù)方案、目的和效果有更清楚的理解，現(xiàn)結(jié)合附圖說明本實用新型的具體實施方式。

如圖1所示，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，用于對修井作業(yè)機繃繩1受到的拉力進行監(jiān)測，以便于工作人員實時了解修井作業(yè)機繃繩1的受力情況，在修井作業(yè)機繃繩1受力過大時及時進行調(diào)整，防止修井作業(yè)機繃繩1受力過大斷裂而導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故的發(fā)生。其中，修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備包括順次電信號連接的拉力傳感器2、第一信號轉(zhuǎn)換裝置3、數(shù)據(jù)傳輸裝置4、第二信號轉(zhuǎn)換裝置5以及顯示裝置6，拉力傳感器2設(shè)置在修井作業(yè)機繃繩1上，其中：

拉力傳感器2用于采集修井作業(yè)機繃繩1受到的拉力值并生成拉力模擬信號，然后拉力模擬信號傳輸給第一信號轉(zhuǎn)換裝置3；第一信號轉(zhuǎn)換裝置3用于接收拉力模擬信號，并將拉力模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號出輸給數(shù)據(jù)傳輸裝置4；數(shù)據(jù)傳輸裝置4用于接收數(shù)字信號，并將數(shù)字信號傳輸給第二信號轉(zhuǎn)換裝置5，其中第一信號轉(zhuǎn)換裝置3和第二信號轉(zhuǎn)換裝置5可以分開設(shè)置，第一信號轉(zhuǎn)換裝置3可以設(shè)置在生產(chǎn)現(xiàn)場，而第二信號轉(zhuǎn)換裝置5設(shè)置在控制室等操作間內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸裝置4在第一信號轉(zhuǎn)換裝置3與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5之間并通過無線或有線的方式進行數(shù)據(jù)傳輸；第二信號轉(zhuǎn)換裝置5用于接收數(shù)字信號，并將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成能夠在顯示裝置6上顯示的拉力數(shù)據(jù)信號后，顯示裝置6顯示拉力數(shù)據(jù)。

在使用過程中，拉力傳感器2對修井作業(yè)機繃繩1受到的拉力值進行檢測并采集，同時根據(jù)采集到的拉力值生成拉力模擬信號并實時地傳輸給第一信號轉(zhuǎn)換裝置3；第一信號轉(zhuǎn)換裝置3對拉力信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到能通過數(shù)據(jù)傳輸裝置4在第一信號轉(zhuǎn)換裝置3與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5之間進行傳輸?shù)臄?shù)字信號，通過數(shù)據(jù)傳輸裝置4，將數(shù)字信號傳送至第二信號轉(zhuǎn)換裝置5；第二信號轉(zhuǎn)換裝置5接受數(shù)字信號后將其轉(zhuǎn)換為能在顯示裝置6上識別顯示的拉力數(shù)據(jù)信號，并最終通過顯示裝置6將拉力數(shù)據(jù)顯示，以便于工作人員能夠?qū)崟r了解修井作業(yè)機繃繩1受到的拉力，在修井作業(yè)機繃繩1受力過大而有可能斷裂時及時采取措施，降低修井作業(yè)機繃繩1受到的拉力，保證生產(chǎn)安全。

進一步地，如圖2所示，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，第一信號轉(zhuǎn)換裝置3包括相互電信號連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊301和第一單片機302，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊301與拉力傳感器2電信號連接，第一單片機302與數(shù)據(jù)傳輸裝置4電信號連接。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊301用于對從拉力傳感器2處獲得的拉力模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號，并通過第一單片機302的進一步處理后傳輸至數(shù)據(jù)傳輸裝置4。

進一步地，如圖2所示，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，數(shù)據(jù)傳輸裝置4包括相互電信號連接的數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401和數(shù)據(jù)接收模塊402，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401與第一信號轉(zhuǎn)換裝置3電信號連接，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401將從第一信號轉(zhuǎn)換裝置3處獲得的數(shù)字信號向數(shù)據(jù)接收模塊402發(fā)送，數(shù)據(jù)接收模塊402與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5電信號連接，數(shù)據(jù)接收模塊402接收數(shù)字信號并傳輸給第二信號轉(zhuǎn)換裝置5。其中，在安裝設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401和數(shù)據(jù)接收模塊402時應(yīng)當注意，若第一信號轉(zhuǎn)換裝置3與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5為分開設(shè)置，應(yīng)當將數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401與第一信號轉(zhuǎn)換裝置3設(shè)置在一處，并將數(shù)據(jù)接收模塊402與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5設(shè)置在一處，若第一信號轉(zhuǎn)換裝置3與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5之間距離較近，則數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401和數(shù)據(jù)接收模塊402可以采用有線電信號連接，若數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401與數(shù)據(jù)接收模塊402之間的距離較遠，則數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401與數(shù)據(jù)接收模塊402之間可以采用無線電信號連接。但需要說明的是，無論數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401與數(shù)據(jù)接收模塊402之間的距離遠近，均可采用有線電信號連接的方式或無線電信號連接的方式，即使距離很遠也可以采用有線電信號連接，只需做好后期線路維護工作即可；同樣地，即使距離很近仍然可以采用無線電信號連接，從而減少布線，本實用新型并不以此為限。

作為優(yōu)選，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401為無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，數(shù)據(jù)接收模塊402為無線數(shù)據(jù)接收模塊。將數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401與數(shù)據(jù)接收模塊402設(shè)置為無線電信號連接，能夠從最大程度上減少二者之間的布線，從而減少后期人工對二者之間線路進行維護、檢修及更換的成本。

作為優(yōu)選，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，第二信號轉(zhuǎn)換裝置5為第二單片機。將第二信號轉(zhuǎn)換裝置5設(shè)置為第二單片機能快速識別通過數(shù)據(jù)傳輸裝置4從第一信號轉(zhuǎn)換裝置3傳輸過來的數(shù)字信號，并進行下一步的處理。

進一步地，如圖3及圖4所示，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，拉力傳感器2為旁壓式傳感器。旁壓式傳感器為旁壓式安裝，與其他傳感器相比具有更便于安裝、無需改變現(xiàn)有修井作業(yè)機繃繩結(jié)構(gòu)、保證修井作業(yè)機繃繩強度以及靈敏度更高的優(yōu)點，能夠更精準的檢測到修井作業(yè)機繃繩1受到的拉力變化，進一步保證修井作業(yè)的安全進行。

進一步地，如圖2所示，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備還包括數(shù)據(jù)存儲器7，數(shù)據(jù)存儲器7與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5電信號連接，數(shù)據(jù)存儲器7用于存儲拉力數(shù)據(jù)。通過設(shè)置數(shù)據(jù)存儲器7能夠?qū)荛L一段時間內(nèi)修井作業(yè)機繃繩1受到的拉力進行儲存，以便于工作人員根據(jù)一段時間的數(shù)據(jù)對修井作業(yè)機繃繩1在使用過程中的受力及磨損情況進行仿真模擬，從而對修井作業(yè)機繃繩1的磨損老化程度進行預(yù)估，并基本確定修井作業(yè)機繃繩1需要更換的時間，進一步保證了修井作業(yè)的安全進行。

進一步地，如圖2所示，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備還包括時鐘模塊8，時鐘模塊8與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5電信號連接，第二信號轉(zhuǎn)換裝置5采集時鐘模塊8的時間數(shù)據(jù)，并將時間數(shù)據(jù)與拉力數(shù)據(jù)同步儲存至數(shù)據(jù)存儲器7中；同時，第二信號轉(zhuǎn)換裝置5還將時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成時間數(shù)據(jù)信號后傳送給顯示裝置6，顯示裝置6接收時間數(shù)據(jù)信號并顯示時間。通過設(shè)置時鐘模塊8能夠在記錄拉力數(shù)據(jù)的同時，實時記錄與拉力數(shù)據(jù)同步的時間數(shù)據(jù)，使得工作人員在后期進行查看時能夠清楚的了解到修井作業(yè)機繃繩1在任意時間點的受力情況，以便于更精準的對其進行模擬分析，同時根據(jù)對應(yīng)時間進行的修井作業(yè)的具體內(nèi)容，可以清楚的了解到修井作業(yè)情況與修井作業(yè)機繃繩1之間的受力關(guān)系，從而對修井作業(yè)過程進行優(yōu)化。

進一步地，如圖2所示，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備還包括看門狗模塊9，看門狗模塊9與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5電連接，看門狗模塊9用于在第二信號轉(zhuǎn)換裝置5內(nèi)的程序跑飛的狀態(tài)下對第二信號轉(zhuǎn)換裝置5進行強制復(fù)位。通過設(shè)置看門狗模塊9可以在無人操作的情況下實現(xiàn)本實用新型修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備的連續(xù)工作，無需耗費人力一直盯著顯示裝置6對其進行監(jiān)控，降低了人力成本。

進一步地，如圖2所示，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備還包括聲光報警器10，聲光報警器10與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5電連接，聲光報警器10在拉力數(shù)據(jù)超出預(yù)定值時進行報警。當工作人員聽到報警聲或看到報警燈閃爍時，可以快速通知現(xiàn)場人員采取措施以降低修井作業(yè)機繃繩1受到的拉力，保證修井作業(yè)的安全進行。

作為優(yōu)選，如圖2所示，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備還包括操作面板11，操作面板11與第二信號轉(zhuǎn)換裝置5電信號連接。通過設(shè)置操作面板11可以控制本實用新型修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備的各個裝置或模塊的開關(guān)，并設(shè)定聲光報警器10的預(yù)定值。

作為優(yōu)選，本實用新型提供了一種修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，其中，顯示裝置6為液晶顯示屏。其中液晶顯示屏不僅能夠用于顯示拉力數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)，同時還能設(shè)置在液晶顯示屏上顯示更換修井作業(yè)機繃繩1的提示，以便于工作人員及時對修井作業(yè)機繃繩1進行更換。

綜上所述，本實用新型提供的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備，實現(xiàn)了對修井作業(yè)機繃繩1拉力的實時監(jiān)測，并且不損壞繃繩結(jié)構(gòu)，該裝置具有數(shù)據(jù)存儲器7，能夠?qū)崟r記錄拉力數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析提示定期更換繃繩，并設(shè)置有聲光報警功能，防止拉力超限繃繩斷開導(dǎo)致井架倒塌的安全問題，有效提高修井作業(yè)的安全系數(shù)。

本實用新型提供的修井作業(yè)機繃繩拉力監(jiān)測設(shè)備的使用過程如下：

第一步：將以上各部件按照電路圖加工好待用。

第二步：將旁壓式傳感器固定在修井作業(yè)機繃繩1上。

第三步：給電路通電并設(shè)定好參考值。

第四步：開始作業(yè)，起、下管柱，通過液晶顯示屏觀察實時拉力數(shù)據(jù)，拉力超限進行聲光報警提示。

其中，在修井作業(yè)過程中，起、下管柱時，修井作業(yè)機繃繩1產(chǎn)生相應(yīng)的拉力，旁壓式傳感器根據(jù)采集的拉力值生成拉力模擬信號并傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊301，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊301將拉力模擬信號轉(zhuǎn)換成第一單片機302可以處理的數(shù)字信號，并通過無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊401傳送出去；無線數(shù)據(jù)接收模塊402接收到該數(shù)字信號傳輸給第二單片機，第二單片機對該數(shù)字信號進行分析處理，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成拉力數(shù)據(jù)信號并通過液晶顯示屏顯示拉力數(shù)據(jù)，同時將該拉力數(shù)據(jù)存儲下來，若拉力超過設(shè)定值，則進行聲光報警，以防拉力超限繃繩斷開導(dǎo)致井架倒塌的安全事故。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點如下：

在不改變繃繩結(jié)構(gòu)的前提下，本實用新型通過設(shè)置拉力傳感器能夠根據(jù)修井作業(yè)機繃繩受到的拉力值實時地生成拉力模擬信號并傳輸至第一信號轉(zhuǎn)換裝置，且第一信號轉(zhuǎn)換裝置將拉力模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過數(shù)據(jù)傳輸裝置實時地傳輸至第二信號轉(zhuǎn)換裝置，第二信號轉(zhuǎn)換裝置將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成拉力數(shù)據(jù)信號并實時地通過顯示裝置顯示拉力數(shù)據(jù)，使工作人員能夠?qū)崟r地了解修井作業(yè)機繃繩受到的拉力，從而及時地對修井作業(yè)機繃繩進行維修或更換，避免出現(xiàn)由于修井作業(yè)機繃繩受力過大斷裂而導(dǎo)致的產(chǎn)生安全事故。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。