便携式自动收线智能测长仪的制作方法

  本实用新型涉及一种用于油田井下作业既能自动收线快速测量管件长度，又能优化组配管柱的长度测算仪器。

  目前在油田钻采井下作业中，对于井下管件长度的测算工作，通常都是使用钢卷尺由三人协作经重复测量、记录，之后再利用计算器、数据表对所测长度数据来进行数据累计和人工配管柱计算，最后填报完井表过程来完成。这种原始方法存在测量误差大，测量工作量大，人工累计核算量大，测量时易夹尺，测算费工、费时以及很难准确配柱等问题。

  对于以上作业难题，青岛半导体研究所和胜利油田井下作业公司曾协作研制过《油井电脑自动测长仪》，提出了整体管柱的测长方法，但这种方法只能解决井下整体管柱的测长问题，无法实施分段优化组配管柱作业。

  本实用新型的目的是提供一种携带操作便捷，能自动收线快速精确测量管件长度，又能对所测管件长度数据来进行分段优化组配管柱运算的长度测算仪器。

  本实用新型的目的是这样实现的在仪器壳体后腔内装有一个绕线辊，绕线辊内装有一个特制光电编码器，光电编码器的码盘轴与绕线辊端部空心轴柔性连接，在绕线辊的外周固定并规则缠绕测线，在仪器壳体后腔上部装有一个归线背辊紧靠测线，测线的拉动端通过测线刮油密封组件在仪器前端引出限位牵引。在仪器左中腔装有一个条盒齿圈组件与后腔的绕线辊齿轮传动，在条盒齿圈发条弹性力作用下，绕线辊始终处于绕线回拉状态。当拉动测调卡钳带动测线拉动测量时，测线驱使绕线辊带动码盘轴同步转动，由特制光电编码器线性输出两路当量计数脉冲信号，在此同时，装在仪器壳体前腔的89C52单片机系统(二次仪表)采集所输当量脉冲信号，依测差原理实现测量计数并显示所测长度数值，进而其实现测量数据的自动累计、优化、查询、插入、删除和分区存贮功能，以及连接配置设备实现打印、与计算机通讯功能。

  本实用新型因为设定便携结构和采用弹性回拉传动机构光栅测距，其中绕线传动机构线性绕放测线，所以该仪器操作方便，可实现拉动快速测量，测量时测线不下垂、无“夹尺”现象、不需人工记录、不存在读数误差、测量精度高；同时由于采用测调卡钳辅助测距，所以可为准确配管柱精确调整消除掉管件旋接的螺纹重叠高度；另外由于仪器设有优化、存贮和与计算机通讯功能，所以可实现优化组配管柱以及免除人工填报数据表工作。该仪器可使整个测算工作省工、省时，利用它可以间接的缩短作业时间和提高作业质量。

  该便携式自动收线智能测长仪包括一个注塑成型的材质为PA-1010的仪器壳体(图1)14，其中腔右侧注有φ8轴头沉孔，其后腔右上侧注有1000083轴承安装孔，在其底部中间台阶面上嵌有仪器零点钳口，在其右外侧中间部位注有一个按手持操作造型的便携凹槽。有一个特制光电编码器(图2)27安装在码盘芯座(图2)26内，在码盘芯座(图2)26外部装有900810轴承(图2)25。有一个绕线，其前部外周加工有绕线螺纹，后部加工有传动齿轮和空心轴，将装有900810轴承(图2)25和码盘芯座(图2)26的光电编码器(图2)27自绕线间隙处挤注玻璃胶，使码盘轴(图2)27-01与绕线柔性连接。将装配好的绕线后腔。安装时应先将编码器(图2)27的电源信号线沿其走线槽引入前腔，之后对正走线后腔右壁定位凸台处，然后用M2螺钉将其固定。有一个装有发条(图2)20、支承压盖(图2)19、条轴(图2)23并条轴(图2)23两端装有1000088轴承(图2)22的条盒齿圈(图2)18安装在仪器壳体(图2)14左中腔。有一个两端装有1000083轴承(图3)30的归线后腔上部绕线之上。安装时绕线与归线的间隙是测线倍。有一个轴承支板(图2)17装在绕线螺钉在仪器壳体(图2)14后腔左侧固定。有一根一端连接限位小球瓣体(图1)3的测线，其上套装限位密封头(图1)12、蛹式刮油器(图1)8、密封组件(图1)13，这些测线套装件安装在仪器壳体(图1)14前腔中上部的刮油密封件安装通孔内，测线的穿入端沿安装通孔引入仪器壳体(图1)14后腔再穿入绕线绕线螺纹段外边缘的引线孔折栓固定。采用蛹式刮油器(图1)8是用来刮测线在测量过程可能粘到的油污或泥沙，整个测线刮油密封段是为确保测线在不同工况环境下回收进入仪器腔体内清洁顺畅，被精确回绕。将条轴制动盘(图2)21嵌入条轴(图2)23外端，取专用工具按发条(图2)20上紧的方向转动条轴制动盘(图2)21，使测线全部绕在绕线)21固定在轴承支板(图2)17上。在仪器壳体(图2)14后腔封装槽内涂密封胶，将封装侧板(图2)29封压在仪器壳体(图2)14后腔左侧用M2螺钉固定。

  该便携式自动收线智能测长仪还包括一个由89C52、DS1230、MAX667等器件接插在线路板上构成的电路主板(图2)16，连接电路主板(图2)16的液晶模块(图1)11、薄膜开关面板(图1)10和打印通讯接口插座(图2)2并液晶模块(图1)11装在薄膜开关面板(图1)10上组成的安装在仪器前腔的89C52单片机系统。其中电路主板(图2)16安装在仪器壳体(图2)14的左前腔，薄膜开关面板(图1)10安装(安装时其周边涂密封胶)在仪器壳体(图1)14的前腔上部。有一个焊有充电插座的充电电池组(图2)15，它与电路主板(图2)16连接后装在仪器壳体(图2)14的右前腔。光电编码器(图2)27的电源信号线时接入其工作电路的。这里的89C52单片机系统，是用来采集光电编码器输出的两路计数脉冲信号当量转换成测长数值并显示、存贮以及对所测数值进行运算处理。有一个滑动护板(图1)9，安装在仪器壳体前腔最上面。有一个上面装有充电插座(图1)6和打印通讯共用接口插座(图2)2的封端板(图2)5封装在仪器壳体(图2)14前端用M2螺钉固定。封装时在封装端板(图2)5和限位密封头(图1)12的密封槽内涂密封胶和玻璃胶。有一个外周套装O型圈的接口密封压盖(图1)1手动封压在封装端板(图1)5的接口密封槽上。

  本测长仪还有一个测调卡钳组件(图1)4由尺柄(图1)4-01、滑动钳口(图1)4-02、滑动栓钉(图1)4-03、紧定螺母(图1)4-04构成。尺柄(图1)4-01的探出端在仪器装配最后装在限位小球瓣体上，尺柄(图1)4-01内侧加工有燕尾槽，它除测量时外被归位嵌挂在仪器壳体(图1)14前腔左外侧的燕尾体上。测量时测调卡钳组件(图1)4连动测线与测长仪主体形成类似一把超量程数显大卡尺，它不但可当做尺头工作，还可作为配柱需要消除管件旋接螺纹高的调整部件。同时测调卡钳(图1)4与测长仪主体及其零点钳口将测线架高平行测量，可防止在横向移卡测量时测线与所测管件上的油污块接触影响快速精确测量。

  本测长仪还配有一台μp40-TP微型打印机供在作业现场打印测算数据；还配有一个专用充电器以完善仪器的使用。

  在本实用新型的最佳实施方案中，绕线H左绕线不锈钢丝；绕线mm；二次仪表键盘采用薄膜开关面板(图1)10；仪器最大量程11.5m；仪器整体密封。

  该便携式自动收线智能测长仪是这样工作的当拉动调定的测调卡钳(图1)4测量时，测调卡钳(图1)4带动测线驱使绕线与光电编码器的码盘轴(图2)27-01正向同步转动，光电编码器(图2)27线性输出相加当量计数脉冲信号，89C52单片机系统跟踪采集所输计数脉冲信号(设脉冲数为X1，取X1为正数)并当量转换长度值显示；与此同时，条盒齿圈(图2)18与绕线弹性力作用下，测线时刻处于被缠绕回拉状态，当测调卡钳(图2)4牵引测线有回送动作时，绕线反向同步转动，光电编码器(图2)27线性输出相减当量计数脉冲信号，89C52单片机系统跟踪采集所输计数脉冲信号(设该脉冲数为X2,X2为负数)，X2与X1相加后当量转换成长度值显示。在整个传动过程中，背辊(图3)31始终紧靠测线每转动一转，绕线就绕放一确定的绕线周长(设为Ln)，本测长仪Ln=233.45mm/r，又光电编码器为500p/r，码盘轴上安装的光栅盘角位移一个光栅即对应一个电脉冲信号P，绕线绕过一个光栅角位移测线伸缩的当量长度为Ln(500p/r)=0.46mm/p。当仪器零点钳口和测调卡钳(图1)4的滑动钳口(图1)4-02卡在油管端面时，测线单片机系统跟踪采集光电编码器输出的两路计数脉冲数相加后当量转换的长度值0.46(X1+X2)mm，它恰好是管件在配柱时的有效长度。在0-11.5m量程内，仪器测量精度≤1-0.2L‰mm(L为单次测量长度)。当按动仪器薄膜开关面板(图1)10上的测量键时，仪器89C52单片机系统确认当前长度值并自然排序将其存入所在工作区存贮单元，这样即完成一个长度数据的测量；当手持仪器和测调卡钳同时横向移卡到下一根管件并按动测量键时，则又完成一个长度数据的测量；……可快速采集完所有管件的长度数据。在结束测量时，可持测调卡钳(图2)4回送测线至限位端复位。接着根据井下配柱区段设定值，在仪器薄膜开关面板(图1)10的数字健上健入优选区段首序号、末序号，健入设定目标值，按动其优化健，则仪器89C52单片机系统在该确定的范围内来优化组合运算，很快显示出优化组配管柱结果，同时标出优化出局的管件序号。现场工作人员只需按所标管件序号将其抬离该优选区段即完成一次管柱优配工作。该仪器可进行多区段优配管柱。

  权利要求1．一种便携式自动收线智能测长仪，该测长仪有一个可输出两路脉冲信号的特制光电编码器(27)，其特征是仪器壳体(14)后腔内装有一个绕线)内安装特制光电编码器(27)，特制光电编码器(27)的码盘轴(27-01)与绕线)端部的空心轴柔性连接，在绕线)的外周固定并规则缠绕一根测线)后腔上部装有一个背辊(31)紧靠测线)的拉动端通过密封组件(13)、蛹式刮油器(8)、限位密封头(12)在仪器壳体(14)前端中上部引出限位牵引，在仪器壳体(14)左中腔装有一个条盒齿圈组件(18)、(19)、(20)、(22)、(23)与绕线)齿轮传动，在仪器壳体(14)前腔装有一个由电路主板(16)、薄膜开关面板(10)、液晶模块(11)、打印通讯接口插座(2)组成的89C52单片机系统，在仪器壳体(14)右前腔装有仪器的供电电池组(15)，有一个测调卡钳组件(4)挂接限位小球瓣体(3)牵引测线)限位嵌挂在仪器壳体(14)前腔左侧的燕尾体上。

  2．根据权利要求1所述便携式自动收线智能测长仪，其特征是绕线)外周加工有螺距等于测线所述便携式自动收线智能测长仪，其特征是绕线所述便携式自动收线智能测长仪，其特征是测线以下的钢丝或钢丝绳。

  5．根据权利要求1所述便携式自动收线智能测长仪，其特征是测线)为小端通径等于测线直径的锥形弹簧。

  便携式自动收线智能测长仪应用于油田钻采井下作业,它是一种携带操作便捷,能自动收线快速测量管件长度,又能对所测长度数据来进行分段优化组配管柱的长度测算仪器。该测长仪由一个特制光电信号传感器、一套自动收线单片机系统组成。该测长仪能用作在恶劣工况环境下快捷准确地测量油管、套管等管件的长度以及即刻完成优化组配管柱运算。文档编号