专利名称：井下储存式管杆参数检测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械采油技术领域中的一种检测装置，尤其涉及对井下抽油杆、油管的拉、压应力、加速度、扭矩、温度等参数进行检测的井下储存式管杆参数检测器。
背景技术：
机械采用的油井从地面到油层设置套管，套管内设置油管，油管内的底部设置油泵，地面上设置抽动机，抽动机和油泵之间设置数千米相互连接的抽油杆，通过抽动机举升方式的运动，将地下的原油抽出。由于受地层、产出液物性、井筒以及工艺水平等因素影响，抽油杆断脱、偏磨等故障较多，是引起油井维护性作业井次增加的主要原因之一。一方面严重影响油井的生产，另一方面也大幅度增加了采油成本。由于井下抽油杆系统影响因素相对复杂，既与井身轨迹、杆柱设计有关，还与抽油机的工作参数、产出液物性等有关。多年来，各油田一直沿用理论分析——建模——计算机软件的方式分析研究抽油杆力学状况，60-80年代，对杆柱力学模型的分析基本上都建立在一维粘性阻尼波动方程基础上，80年代后，随着斜井、定向井的增多，人们在相关模型中引入了杆与管的摩擦力，考虑了斜井井眼轨迹的影响，由以往的一维振动问题变成纵向、横向的三维振动问题。实践证明，采用现有的方法分析、计算的结果与实际相差仍然较大，无法正确指导生产。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有理论、建模、编程分析抽油杆受力状况与实际不相符合的问题，提供一种能深入井下实测不同位置抽油杆各相关参数的井下储存式管杆参数检测器，从而为三维力学模型的求解提供边界条件，也为检验和标定三维力学模型的正确性提供数据，从而建立科学的抽油杆力学分析系统，为优化机杆泵组合创造条件，提高油井生产效率，降低采油成本，提高企业经济效益。
本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的，一种井下储存式管杆参数检测器，其特征在于具有轴向空腔的抽油杆上接头和下接头之间接有串接相通的传感器仓柱和电路板仓柱，传感器仓柱内设置参数传感器，电路板仓柱内设置信号调理电路、主控制器、实时时钟电路、大容量存储器、电源控制电路和主控制器上的通讯接口构成的电路板，各传感器经导线联接信号调理电路的输入端，下接头的腔内设置电池，电池经导线与电路板中的电源控制电路联接，抽油杆上下接头的腔内及传感器仓柱内、电路板仓柱内注有绝缘油，抽油杆上下接头的两端旋有注油塞。
本实用新型与抽油杆串接一起深入井下，通过设置在传感器仓柱中的拉、压、扭、加速度以及井斜、温度等参数传感器，将抽油杆在不同井深所受的上述各参数采集、储存在芯片中，从而获得真实、可靠的数据，在实验测试或检泵时起出回放，为三维力学模型的求解提供了数据，为优化机杆泵组合创造了条件，本实用新型具有很强的实用性，可以真实掌握井下抽油管杆受力和其它参数的状况，最大限度地解决抽油杆断脱、偏磨等技术难题，为油井、区块建立准确可靠的抽油杆力学模型提供了可靠的相关参数，为油井精确诊断提供了手段，提高了抽油管杆的使用寿命，提高了油田的生产效率，降低了采油成本，最终有利于提高油田的经济效益。
本实用新型中，信号调理电路、主控制器、实时时钟电路、大容量存储器、电源控制电路等都是现有成熟技术，本实用新型仅利用这些技术，因而本实用新型不再详述电路的组成。
图1为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型中电路框图；图中，1是抽油杆下接头，2是电路板仓柱，3是传感器仓柱，4是抽油杆上接头，5是拉压传感器，6是扭力传感器，7是温度传感器，8是加速度传感器，9是斜度传感器，10是电路板，11是O型密封圈，12是绝缘油，13是高温电池，14是注油塞。
具体实施方式
本实用新型包括具有轴向空腔的抽油杆上接头4、抽油杆下接头1、抽油杆上下接头之间连接的呈阶梯柱状的，具有轴向通孔的传感器仓柱3和电路板仓柱2，以及传感器仓柱3内设置的拉压传感器5、扭力传感器6、温度传感器7、加速度传感器8、斜度传感器9，电路板仓柱2内设置的由信号调理电路、实时时钟电路、大容量存储器、主控制器、电源控制电路等组成的电路板10。各传感器经导线联接信号调理电路的输入端，抽油杆下接头1的腔内设置高温电池13，电池13经导线与电源控制电路联接，连接起来的抽油杆上接头4、传感器仓柱3、电路板仓柱2、抽油杆下接头1的空腔内注有绝缘油12，绝缘油12在各腔室建立一个压力平衡场，同时起到减震、传温的作用。抽油杆上下接头的两端旋有注油塞14，注油塞14用来向各腔室注入绝缘油和密封作用。传感器仓柱3的小直径部旋入抽油杆上接头4大直径部的内螺纹，电路板仓柱2的小直径部旋入传感器仓柱3大直径部的内螺纹，抽油杆下接头1的小直径部旋入电路板仓柱2的大直径部的内螺纹；传感器仓柱3、电路板仓柱2、抽油杆下接头1的小直径部设置圆周向密封槽，槽内嵌有O型密封圈11，设置O型密封圈11用来防止井下高温、高压液体进入各腔室。使用时，抽油杆上接头4、抽油杆下接头1串接在深入井下的各种规格抽油杆中，电路板仓柱2内电路板10上的信号调理电路主要作用是将各传感器的模拟电压信号放大调整到主控制器能处理的电压范围，主控制器将电压信号转换成相应数值进行后续处理；实时时钟电路用于产生年、月、日、时、分、秒信号，传回主控制器，主控制器由此产生时向标签；大容量存储器电路将从传感器采集的数据和相应的时标数据，通过主控制器存储在大容量存储器中，该存储器能在掉电状态下保持数据两年以上；设置的通讯接口以便和外设的PC机交换数据，包括参数设置和数据回放；电源控制电路要确保在无外部供电的情况下能工作三个月以上。上述电路均有成熟的现有技术，本实用新型选择采用即可。
权利要求1.一种井下储存式管杆参数检测器，其特征在于具有轴向空腔的抽油杆上接头和下接头之间接有串接相通的传感器仓柱和电路板仓柱，传感器仓柱内设置参数传感器，电路板仓柱内设置信号调理电路、主控制器、实时时钟电路、大容量存储器、电源控制电路和主控制器上的通讯接口构成的电路板，各传感器经导线联接信号调理电路的输入端，下接头的腔内设置电池，电池经导线与电路板中的电源控制电路联接，抽油杆上下接头的腔内及传感器仓柱内、电路板仓柱内注有绝缘油，抽油杆上下接头的两端旋有注油塞。
2.根据权利要求1所述的井下储存式管杆参数检测器，其特征在于传感器仓柱内设置的参数传感器可为拉压、扭力、温度、加速度、斜度等传感器。
3.根据权利要求1所述的井下储存式管杆参数检测器，其特征在于传感器仓柱和电路板仓柱均呈阶梯柱状，传感器仓柱的小直径部与抽油杆上接头大直径部内螺纹旋接，电路板仓柱的小直径部与传感器仓柱大直径部内螺纹旋接。
4.根据权利要求1所述的井下储存式管杆参数检测器，其特征在于抽油杆下接头的小直径部与电路板仓柱大直径部内螺纹旋接。
5.根据权利要求1或3或4所述的井下储存式管杆参数检测器，其特征在于传感器仓柱、电路板仓柱、抽油杆下接头的小直径部设置有圆周向密封槽，槽内嵌有O形密封圈。
专利摘要本实用新型涉及机械采油技术领域中的一种井下储存式管杆参数检测器，由可与抽油杆连接的上下接头及上下接头之间的传感器仓柱和电路板仓柱构成，其主要特点是设置在传感器仓柱内的各参数传感器可将不同井深的各参数采集、储存在芯片中，并可回放，本实用新型可真实掌握井下抽油管杆受力及其它参数状况，最大限度地降低抽油杆断脱、偏磨等技术难题，为优化机杆泵组合创造了条件，为建立准确可靠的抽油杆力学模型提供了可靠的参数，有利于提高油田的经济效益。
文档编号E21B47/024GK2680854SQ20042002492
公开日2005年2月23日 申请日期2004年2月23日 优先权日2004年2月23日
发明者刘松林, 杨海滨, 王明才, 洪光明 申请人:中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司石油工程技术研究院