一种无线式大钩负荷测量装置的制作方法

本实用新型涉及钻井参数监控技术领域，具体地说是一种无线式大钩负荷测量装置。

背景技术：

大钩负荷是钻井参数中非常重要的一个参数，由其可派生计算出钻压、大绳做功以及钻井过程的时间参数。对大钩负荷进行监测和分析，可以推断当前的钻井工况，对可能发生的钻井故障进行诊断，所以监测大钩负荷对钻井安全具有重要意义。

目前，石油钻井过程中，大钩负荷主要是通过安装在死绳固定器上的液压式压力传感器检测死绳压力，液电变送器将检测到的压力信号转换成4-20mA电流，然后通过有线电缆传输至工控机进行监控。大钩端钢丝绳承受的拉力通过天车、游车传送至死绳固定器端上的死绳端。天车、游车上滑轮组的摩擦阻力以绳数的倍数被放大，且每个滑轮的阻力最后都叠加到死绳拉力上，因而，通过测死绳端拉力的方法测量大钩负荷误差较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型大钩负荷测量装置，以解决目前通过死绳固定器来测量大钩负荷误差较大的问题。

为达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种无线式大钩负荷测量装置，包括测量杆，测量杆通过紧箍与水龙头中心管相连；固定在测量杆上的压力传感器与MSP430F135微控制器相连，MSP430F135微控制器与CC2520射频芯片相连。压力传感器的应变桥、MSP430F135微控制器及CC2520射频芯片均由3.7V可拆卸锂电池供电。

本实用新型的有益之处是：水龙头中心管承受钻具全部重量，测量固定在中心管上测量杆的变形可直接得出钻机的大钩负荷，比现行测量死绳端拉力间接估算大钩负荷方法更加精确。压力传感器测得的信号经过微控制器和射频芯片处理，实现了数据的无线传输，避免了钻台远距离布线带来的安全隐患，提高了钻井的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型提供的大钩负荷测量装置结构示意图；

图2为本实用新型提供的大钩负荷测量装置安装示意图；

图3为本实用新型提供的大钩负荷测量装置工作流程图；

图中，1、水龙头中心管，2、紧箍，3、测量杆，4、应变式压力传感器，5、MSP430F135微控制器，6、CC2520射频芯片，7、3.7V可拆卸式锂电池。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的工作原理做进一步详细说明。

如图2所示，测量杆(3)通过上下两个紧箍(2)固定在水龙头中心管(1)上。如图1所示，当水龙头中心管(1)受到拉力时，水龙头中心管(1)上的两个紧箍(2)会在轴向上发生相对位移，此时固定在紧箍(2)上的测量杆(3)就会产生一定的变形，用安装在测量杆(3)上的应变式压力传感器(4)就可以测出水龙头中心管(1)受到的拉力即大钩负荷。MSP430F135微控制器(5)及其外围电路先将应变式压力传感器(4)的应变桥检测到的mV级信号经放大成V级的信号并进行滤波处理，再通过CC2520射频芯片(6)转化为与大钩负荷成正比的调频信号发射出去。应变式压力传感器(4)的应变桥、MSP430F135微控制器(5)及CC2520射频芯片(6)均由3.7V可拆卸锂电池(7)供电。如图3所示，接收端的工作流程是发射端的逆过程，接收端的CC2520射频芯片(8)接受发射端的无线信号并解调还原成原来的与大钩负荷成正比的调频信号，接收端的MSP430F135微控制器(9)及其外围电路将解调后的信号转化为4-20mA的标准信号输出。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。