专利名称：井下钟机测试仪的制作方法
技术领域：
井下钟机测试仪属于石油工具测试仪器。
为了更好的获取井下压力，温度等有关参数，科学合理的开采原油，对时钟每次正试下井之前，都要在测试室模拟测试时钟的走时精度，运行状态即间隔时间内时钟运行的最大值和最小值及平均值。过去操作者一直沿用传统的方法，根据时钟的转轮满量程时转动的圈数用钢板尺测量时钟的位移量，确定时钟在额定输出力矩时的走时精度，误差大精度低，还有一种CYZ－－3型钟机测试仪精度高功能全，但是效率低，每次只能测试一支时钟，测试周期只有三种(0.4S，0.5S，0.6S)，使用范围窄，并且，因为采用微音传感器，抗感扰能力差，也直接影响了测试精度。
本发明的目的是为了满足油田生产需要，克服现有状态不足，提高效率，提高测试精度，并能使油田有关部门获得可靠的井下资料提供科学依据。
本发明的构思是钟机测试仪由传感器和主机(含附助配套设备－－模拟工作室)两部分组成。主机包括中枢控制部分，温度控制部分，前向通道部分，人机通道部分。本发明的核心部分在于采用了光纤传感器，当光纤传感器探头端与固定在特制专用的夹具上的被测钟机摆轮间的距离调整到3～5mm时，可接收钟机摆轮上的光信号并输入主机，通过信号变换装置将光信号转换成电信号，再由信号变换电路转换成微机所能接受的信号，然后，由计算机将信号进行处理和比较，计算出钟机的5分钟误差，积累误差及误差的最大值，平均值，最小值，并且可以存贮，显示，打印和报警。光纤传感器探头端靠进被测件钟机摆轮，另一端，由金属分叉器及其盖板将光纤传感器分成两个带有相同插接端头的发射光纤和接收光纤同主机联接。红外发光管做光源，安装在其管座内，与光纤传感器插接端头上的螺母通过螺纹与管座联接，使光纤束与发光管紧密接触，构成发射光纤。同样方式将红外光电接收管与另一个光纤束紧密接触，构成接收光纤。当探头端与被测件距离适当时，发射光纤照亮被测表面的面积最大，反射到接收光纤的光度最强，输出的光信号(输入主机)也最强。
本发明将产生如下积极效果效率高可同时检测五只钟机；测试周期可在0.01～0.99S之间根据需要任意设定；采集信号容易，抗干扰能力强，提高了测试精度；广泛用于国产钟机和美国进口及仿制的钟机。
图1整机结构示意图。
图2光纤传感器结构示意图。
图3光纤传感器剖面示意图。
实施例光纤传感器的光纤束3由单根石英材料组成，外层有耐高温塑料保护层6做护套。电金属分叉器8及其双孔金属盖板7(二者用树脂胶胶合固定)将光纤传感器分成两端，探头端与特制的专用夹具配用可接收被测钟机摆轮上的光信号，其金属探头护套9与耐高温塑料保护层6用树脂胶胶合固定。另一端是两根带有插接端头结构相同的光纤，即所谓的发射光纤和接收光纤。发射光纤需由2GLA红外发光管1做光源，将其安入用螺丝固定在主机后面板11上的金属管座2内。测试时，管座与其中一个光纤传感器的插接端头4上的连接螺母5通过螺纹联接，使光纤束与发光管紧密接触，构成发射光纤。插接端头4由金属材料加工成带有凸台状，套在带内螺纹的金属连接螺母5内，用树脂胶与光纤束的外保护层6胶粘固定。用同样的装配方式，将红外光电接收管2CU2 10安在其管座内，构成接收光纤。主机的中枢控制部分是用一片MCS－－51系列的8031为核心的单片机构成。控温部分采用购置的可调恒温箱12，实现模拟井下钟机工作环境的工作室，通过专用的夹具，将被测钟机固定在内。前向通道部分共分五组，可同时测试五个钟机，除5只传感器外还有放大，滤波，整形电路及计数器等组成，以实现采集可表征钟机运动状态的信号。人机通道部分由键盘，数码管及打印机组成。主机各单元部分均按原理图焊接和插件联接，安装和调试后方能工作。实现将钟机的运行状态，由光纤传感器取得信号，经放大滤波整形变为脉冲信号进入计数器，每个计数器设定工作时间为5分钟，当计数器工作满5分钟时向中枢控制部分8031申请中断，并且由8031对数据进行处理，计数器重新置数，把前一时刻计数器的数据与相应的标准数据进行比较，得出走时误差，按设置的打印间隔时间进行打印。被测钟机的运动周期和打印间隔，走时及所需输入的各种数据均由功能键输入，结果由打印机输出和数码管显示。
权利要求井下钟机测试仪由主机和传感器组成，主机包括中枢控制部分，温度控制部分，前向通道部分，人机通道部分，按着电气原理联接，其特征在于采用了光纤传感器，由金属分叉器和与其胶粘固定在一起的双孔盖板将传感器分成带有护套的探头端和两根带有插接端头，结构相同的光纤，其中一个与主机后面板上安装的红外发光管紧密接触，构成发射光纤，同样另外一个与光电接收管紧密接触构成接收光纤，发射光纤，接收光纤的插接端头均由金属材料加工成带有凸台状套入带有内螺纹的金属联接螺母内与光纤束的外保护套胶粘固定而成。
专利摘要井下钟机测试仪属于石油工具测试仪器，采用光纤传感器于主机配用，可同时检测五支钟机，测试周期在0.01～0.99S之间任意设定，采集信号容易抗干扰能力强，传感器由分叉器分成探头端和接收光纤与发射光纤端，当探头端与钟机摆轮距离调到一定距离时，可接收被测信号输入主机，通过一系列电路变换，计算，可打印，显示出被测钟机的各种数据，广泛适用国产钟机和美国进口钟机及仿制的钟机。
文档编号E21B47/02GK2132830SQ9222769
公开日1993年5月12日 申请日期1992年7月10日 优先权日1992年7月10日
发明者钟丹东, 冯国华, 朱春波, 钟大荒, 田永海, 黄前军 申请人:牡丹江市石油仪器工具厂