專利名稱：具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置，具體地說是一種具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無 線遙測(cè)液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置。
背景技術(shù)：
鉆井及修井作業(yè)是油田穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)的必要保障。在鉆井及修井作業(yè)中鉆桿和油管 的不斷延伸是依靠鉆桿和油管上的螺紋連接。鉆井及修井作業(yè)中起下鉆桿、鉆具、油管、套 管時(shí)，上卸鉆桿和油管連接螺紋的專用工具是液壓動(dòng)力鉗。連接螺紋上扣時(shí)必須嚴(yán)格控制 上扣扭矩，只有這樣才能在連接強(qiáng)度、密封效果、使用壽命上獲得最佳效果。上扣扭矩值的 大小直接影響螺紋上扣質(zhì)量。上扣扭矩值過小會(huì)造成鉆桿脫落或油管柱密封不好，導(dǎo)至整 個(gè)作業(yè)工程的返工，這不僅增加成本延長(zhǎng)工期，還將嚴(yán)重影響油井產(chǎn)油；上緊螺紋時(shí)扭矩過 大又會(huì)造成螺紋無法拆卸或卸開后螺紋損壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變裂紋，從而降低整個(gè)管柱 的強(qiáng)度，甚至產(chǎn)生螺紋處的斷裂，這將大大降低油管的使用壽命，提高采油成本，嚴(yán)重影響 油井產(chǎn)油；同時(shí)會(huì)造成液壓動(dòng)力鉗因負(fù)荷過重而損壞甚至報(bào)廢。正在使用的液壓動(dòng)力鉗大多數(shù)具有扭矩控制裝置。由于液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作油壓 獲取和調(diào)整方便，因而多數(shù)液壓動(dòng)力鉗通過調(diào)整液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最高工作油壓，達(dá)到調(diào)節(jié) 輸出扭矩的目的。液壓動(dòng)力鉗的扭矩控制裝置分為機(jī)械式和電子式兩種。機(jī)械式液壓動(dòng)力鉗扭矩控制裝置，采用溢流閥的工作原理，通過調(diào)節(jié)裝置外在的 螺帽，改變套在液壓油缸桿上的彈簧的壓緊程度，來調(diào)整液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最高工作油壓，達(dá) 到調(diào)節(jié)輸出扭矩的目的；電子式液壓動(dòng)力鉗扭矩控制裝置的扭矩檢測(cè)方式多數(shù)采用壓力傳 感器檢測(cè)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作油壓，由智能控制器依據(jù)檢測(cè)到的工作油壓去控制電控溢流 閥是否工作來調(diào)整液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最高工作油壓，達(dá)到調(diào)節(jié)輸出扭矩的目的。也有一些扭 矩控制裝置使用其他傳感器，如拉力傳感器。由于液壓動(dòng)力鉗在鉆井及修井作業(yè)中使用頻率高、工作強(qiáng)度大，使得液壓動(dòng)力鉗 機(jī)械傳動(dòng)裝置磨損較快，這也使得液壓動(dòng)力鉗的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作油壓與液壓動(dòng)力鉗 輸出扭矩之間的關(guān)系曲線在使用初期與使用后期相比較變化較大，而這一變化過程是漸進(jìn) 的。因此依靠液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作油壓來一成不變地?fù)Q算液壓動(dòng)力鉗的輸出扭矩是存在較 大誤差的。目前已有多種專門的扭矩檢測(cè)控制記錄裝置使用在液壓動(dòng)力鉗上。液壓動(dòng)力鉗上 的這些扭矩檢測(cè)控制記錄裝置的測(cè)量是否準(zhǔn)確，直接影響著上扣質(zhì)量，因此，需要液壓動(dòng)力 鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置這種專門裝置用于標(biāo)定液壓動(dòng)力鉗上的扭矩檢測(cè)控制記錄裝置。鑒于 前述原因這種標(biāo)定應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行。液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置主要的應(yīng)用場(chǎng)合是維修檢測(cè)中心和鉆井及修井作 業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，扭矩傳感器是扭矩測(cè)量的核心，現(xiàn)有的扭矩傳感器其主要缺點(diǎn)是傳遞扭力的扭 力桿和扭矩傳感器采用整體加工的一體式結(jié)構(gòu)，使得扭矩傳感器的體積大、分量重，搬運(yùn)困難；傳遞扭力的扭力桿和帶有法蘭端頭的通用標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器采用法蘭式結(jié)構(gòu)連接，使得 扭矩傳感器拆卸和安裝極為不便，繁瑣費(fèi)時(shí)費(fèi)工。現(xiàn)有的扭矩傳感器無論其結(jié)構(gòu)型式如何，扭力桿均采用直桿，直桿式扭力桿的扭 矩傳感器在維修檢測(cè)中心使用較為方便，而在鉆修作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)由于鉆桿、油套管的規(guī)格及連 接方式多樣，因而對(duì)扭矩傳感器的扭力桿的外連接方式提出了多種需求。現(xiàn)有的扭矩傳感 器的供電和扭矩信號(hào)傳輸都采用有線纜方式。由于使用現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境惡劣，液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置工作在油水環(huán)境中，使 得電纜、信號(hào)接頭經(jīng)常被污染，造成接觸不良，提高了故障率，影響檢測(cè)的準(zhǔn)確性、可靠性。 目前使用的液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置主要缺點(diǎn)是一是信號(hào)傳輸采用有線纜連接方 式，故障率高、準(zhǔn)確性和可靠性低；二是扭力桿的外連接方式單一，不能適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)靈活多變 的需要；三是扭力桿和扭矩傳感器主體的連接不便；四是扭矩傳感器因精度高量程大而 造價(jià)昂貴，為適應(yīng)鉆桿、油套管的多種規(guī)格及連接方式而使用多個(gè)扭矩傳感器并不適合。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、組合靈活、 安裝方便快捷、扭矩測(cè)量準(zhǔn)確穩(wěn)定可靠的液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙 測(cè)液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置，其結(jié)構(gòu)包括有無線遙測(cè)主控制器6及與無線遙測(cè)主控制 器6無線通訊的具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7，還包括與無線遙測(cè)主 控制器6輸出端相連接的扭矩超限控制機(jī)構(gòu)9，扭矩超限控制機(jī)構(gòu)9是由電控溢流閥組成， 通過電纜與無線遙測(cè)主控制器6連接，其中，具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取 機(jī)構(gòu)7由上扭力桿及下扭力桿和無線遙測(cè)扭矩傳感器主體19以及扭力桿快裝壓帽2組成， 其中，無線遙測(cè)扭矩傳感器主體19包括有可充電電池5、無線遙測(cè)模塊4及扭矩傳感器主體 3，扭矩信號(hào)遙測(cè)傳輸由無線遙測(cè)模塊4完成，其特征在于上扭力桿1或外連接為型面或鍵 槽的扭力桿13或外連接為內(nèi)螺紋的扭力桿15及下扭力桿1或外連接為型面或鍵的扭力桿 14或外連接為外螺紋的扭力桿16和無線遙測(cè)扭矩傳感器主體19采用型面或鍵槽插接，快 裝壓帽2用于將扭力桿和無線遙測(cè)扭矩傳感器主體19壓緊在一起；扭力桿一端具有型面或 鍵槽連接而另一端具有直桿、內(nèi)外螺紋、型面或鍵槽多種外連接型式，扭力桿可制成相互替 換的多種轉(zhuǎn)接組合；具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7通過無線電將扭矩 信號(hào)傳輸給無線遙測(cè)主控制器6。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)將扭力桿和扭矩傳感器主體相分離， 扭力桿和扭矩傳感器主體的連接采用插接方式，可以有效提高扭力桿和扭矩傳感器主體的 連接效率，提高了大量程扭矩傳感器的野外運(yùn)輸方便性和靈活性；扭矩傳感器主體制成為 一個(gè)公用的扭矩檢測(cè)核心，極大地降低了扭矩檢測(cè)標(biāo)定的成本；扭力桿根據(jù)不同規(guī)格及連 接方式制成相互替換的多種轉(zhuǎn)接組合，提高了扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置的靈活性、適應(yīng)性；無線 遙測(cè)扭矩傳感器主體使用無線遙測(cè)模塊取代電纜插頭，用無線電信號(hào)取代傳輸電纜，使扭 矩信號(hào)在使用現(xiàn)場(chǎng)惡劣的油水環(huán)境中準(zhǔn)確穩(wěn)定可靠傳輸。在使用具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置進(jìn)行扭矩檢 測(cè)標(biāo)定時(shí)，無線遙測(cè)主控制器連續(xù)接收具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)通過無線電傳送的扭矩信號(hào)，無線遙測(cè)主控制器將數(shù)據(jù)顯示在儀表顯示屏上，并通過無線或 有線通訊接口將扭矩?cái)?shù)據(jù)傳送給個(gè)人計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)扭矩信號(hào)準(zhǔn)確穩(wěn)定可靠傳輸。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，組合靈活，安裝方便快捷，有利于提高大量程扭矩傳感器的 野外運(yùn)輸方便性和靈活性，有利于扭矩信號(hào)準(zhǔn)確穩(wěn)定可靠傳輸，有利于提高作業(yè)工程的質(zhì) 量，提高工作效率和降低損耗提高經(jīng)濟(jì)效益。

圖1、圖2、圖3是本實(shí)用新型具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)的 三種具體實(shí)現(xiàn)方式的剖示圖。圖4是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型的無線遙測(cè)主控制器的電原理框圖。附圖中的部件標(biāo)號(hào)分別是1、扭力桿；2、快裝壓帽；3、扭矩傳感器主體；4、無線遙 測(cè)模塊；5、可充電電池；6、無線遙測(cè)主控制器；7、具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào) 獲取機(jī)構(gòu)；8、扭矩超限控制信號(hào)線；9、扭矩超限控制機(jī)構(gòu)；10、液壓管線；11、液壓泵；12、液 壓動(dòng)力鉗；13、外連接為型面或鍵槽的扭力桿；14、外連接為型面或鍵的扭力桿；15、外連接 為內(nèi)螺紋的扭力桿；16、外連接為外螺紋的扭力桿；17、液壓動(dòng)力鉗上鉗口 ；18、液壓動(dòng)力鉗 下鉗口 ； 19、無線遙測(cè)扭矩傳感器主體。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7由上至下包括有 扭力桿1、快裝壓帽2、扭矩傳感器主體3、無線遙測(cè)模塊4、可充電電池5、快裝壓帽2、扭力 桿1，其中可充電電池5、無線遙測(cè)模塊4及扭矩傳感器主體3組成無線遙測(cè)扭矩傳感器主 體19，無線遙測(cè)模塊4通過無線電將扭矩信號(hào)傳輸給無線遙測(cè)主控制器6。如圖2所示，具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7由上至下包括有 扭力桿13、快裝壓帽2、扭矩傳感器主體3、無線遙測(cè)模塊4、可充電電池5、快裝壓帽2、扭力 桿14，其中可充電電池5、無線遙測(cè)模塊4及扭矩傳感器主體3組成無線遙測(cè)扭矩傳感器主 體19，無線遙測(cè)模塊4通過無線電將扭矩信號(hào)傳輸給無線遙測(cè)主控制器6。如圖3所示，具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7由上至下包括有 扭力桿15、快裝壓帽2、扭矩傳感器主體3、無線遙測(cè)模塊4、可充電電池5、快裝壓帽2、扭力 桿16，其中可充電電池5、無線遙測(cè)模塊4及扭矩傳感器主體3組成無線遙測(cè)扭矩傳感器主 體19，無線遙測(cè)模塊4通過無線電將扭矩信號(hào)傳輸給無線遙測(cè)主控制器6。如圖4所示，具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置由無線 遙測(cè)主控制器6、具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7、扭矩超限控制信號(hào)線 8、扭矩超限控制機(jī)構(gòu)9組成。扭矩超限控制機(jī)構(gòu)9由電控溢流閥組成，電控溢流閥上的扭 矩超限控制信號(hào)線8接至無線遙測(cè)主控制器6。無線遙測(cè)主控制器6中的帶CPU的信號(hào)處理系統(tǒng)如圖5所示，是由相互連接的信 號(hào)調(diào)理電路、信號(hào)處理器、通信接口、電源濾波及保護(hù)電路、聲光報(bào)警和繼電器輸出組成。其 中的信號(hào)調(diào)理電路是模擬信號(hào)濾波放大電路。信號(hào)處理器包含有A/D轉(zhuǎn)換器、CPU和存儲(chǔ) 器。信號(hào)處理器既可以使用獨(dú)立功能的芯片組成，也可以使用片上系統(tǒng)(內(nèi)含A/D、CPU、存儲(chǔ)器、通信接口)。存儲(chǔ)器可使用非掉電易失存儲(chǔ)器。通信接口可使用有線接口或無線接 在進(jìn)行液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定時(shí)，先將無線遙測(cè)扭矩傳感器主體19與上扭力 桿1或13或15、下扭力桿1或14或16插接，然后將兩個(gè)快裝壓帽2分別套在扭力桿上，通 過螺紋與無線遙測(cè)扭矩傳感器主體19快速連接，完成具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩 信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7的組裝。將具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7裝入液壓動(dòng) 力鉗12，啟動(dòng)液壓泵11，液壓油通過液壓管線10傳送至液壓動(dòng)力鉗12，然后將無線遙測(cè)主 控制器6的電源打開，啟動(dòng)液壓動(dòng)力鉗12，液壓動(dòng)力鉗上鉗口 17和液壓動(dòng)力鉗下鉗口 18將 具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7抱緊，具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè) 扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7通過無線電將液壓動(dòng)力鉗12的輸出扭矩信號(hào)傳輸給無線遙測(cè)主控制 器6，經(jīng)無線遙測(cè)主控制器6處理，將數(shù)據(jù)顯示在儀表的顯示屏上。當(dāng)液壓動(dòng)力鉗12輸出扭 矩超過工程施工規(guī)范要求的值時(shí)，通過反復(fù)調(diào)整液壓動(dòng)力鉗12上的扭矩控制裝置，直至液 壓動(dòng)力鉗12扭矩輸出值符合工程施工規(guī)范要求，完成液壓動(dòng)力鉗12的扭矩標(biāo)定。同時(shí)扭矩 數(shù)據(jù)與無線遙測(cè)主控制器6中設(shè)定的具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)7的 扭矩安全極限值比較，若數(shù)據(jù)符合要求，則無線遙測(cè)主控制器6通過扭矩超限控制信號(hào)線8 輸出控制信號(hào)，扭矩超限控制機(jī)構(gòu)9中的電控溢流閥泄壓，達(dá)到扭矩超限控制的目的，以確 保無線遙測(cè)扭矩傳感器主體19的安全。
權(quán)利要求1. 一種具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置，其結(jié)構(gòu)包括有無 線遙測(cè)主控制器(6)及與無線遙測(cè)主控制器(6)無線通訊的具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè) 扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)(7)，還包括與無線遙測(cè)主控制器(6)輸出端相連接的扭矩超限控制機(jī) 構(gòu)(9)，扭矩超限控制機(jī)構(gòu)(9)是由電控溢流閥組成，通過電纜與無線遙測(cè)主控制器(6)連 接，其中，具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)(7)由上扭力桿及下扭力桿和 無線遙測(cè)扭矩傳感器主體(19)以及扭力桿快裝壓帽( 組成，其中，無線遙測(cè)扭矩傳感器 主體(19)包括有可充電電池(5)、無線遙測(cè)模塊(4)及扭矩傳感器主體(3)，扭矩信號(hào)遙測(cè) 傳輸由無線遙測(cè)模塊(4)完成，其特征在于上扭力桿(1)或外連接為型面或鍵槽的扭力桿 (13)或外連接為內(nèi)螺紋的扭力桿(1 及下扭力桿(1)或外連接為型面或鍵的扭力桿(14) 或外連接為外螺紋的扭力桿(16)和無線遙測(cè)扭矩傳感器主體(19)采用型面或鍵槽插接， 快裝壓帽( 用于將扭力桿和無線遙測(cè)扭矩傳感器主體(19)壓緊在一起；扭力桿一端具有 型面或鍵槽連接而另一端具有直桿、內(nèi)外螺紋、型面或鍵槽多種外連接型式，扭力桿可制成 相互替換的多種轉(zhuǎn)接組合；具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)(7)通過無線 電將扭矩信號(hào)傳輸給無線遙測(cè)主控制器(6)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)液壓動(dòng)力鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置，主要解決液壓動(dòng)力鉗上扭矩控制裝置的扭矩標(biāo)定。其結(jié)構(gòu)包括有無線遙測(cè)主控制器、具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)、扭矩超限控制機(jī)構(gòu)。所改進(jìn)之處是上扭力桿、下扭力桿和無線遙測(cè)扭矩傳感器主體采用型面或鍵槽插接，快裝壓帽將上扭力桿、下扭力桿和無線遙測(cè)扭矩傳感器主體壓緊在一起；上扭力桿、下扭力桿一端具有型面或鍵槽連接而另一端具有直桿、內(nèi)外螺紋、型面或鍵槽多種外連接型式，上扭力桿、下扭力桿可制成相互替換的轉(zhuǎn)接組合；具有快裝轉(zhuǎn)接組合的無線遙測(cè)扭矩信號(hào)獲取機(jī)構(gòu)完成扭矩?zé)o線遙測(cè)，使扭矩信號(hào)在使用現(xiàn)場(chǎng)惡劣的油水環(huán)境中準(zhǔn)確穩(wěn)定可靠傳輸。
文檔編號(hào)G08C17/02GK201867279SQ20092025448
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者付春虎, 付雪筠, 卞宇偉 申請(qǐng)人:卞宇偉