一种铁钻工钳头线位移传感器对中装置的制作方法

本发明涉及石油钻井设备技术领域，尤其涉及一种铁钻工钳头线位移传感器对中装置。

背景技术

目前，铁钻工钳头相对钻具的找中，多采用安装于夹紧钳位置的机械限位等来实现，该方式主要是让钳头伸出后钻具顶住机械限位点，实现找中。存在着一是由于现场使用的钻具直径有变化，二是使用不同直径的钻具需要手动调节机械限位点，三是机械限位点重复使用后磨损等等，故每次使用既麻烦、耗时又不准确；安装于夹紧钳+位置的机械限位就不能满足铁钻工钳头对钻具找中的要求。从而，铁钻工现有的找中方式，不能满足现场的工况要求，降低了铁钻工的自动化程度和生产效率。

授权公告号为：cn107869317a的专利公开了一种新型钻杆上扣对中装置，两个对中装置的液压缸推动连杆运动，带动对中槽夹持固定钻杆，待连接钻杆通过对中槽喇叭口导向使两钻杆中心对齐，然后对中槽后退，液压大钳进行上卸扣。本发明的对中槽夹持固定钻杆，对中槽喇叭口导向对中，可以是一体式结构或分体式结构，本发明的对中槽通过弹簧调整高度可以使用弹簧、气缸、液压缸、丝杠等各种调节方式。为保证对中槽夹持的准确性和对中槽运动的稳定性，对中槽运动轨迹上设置有导轨，并且对中槽下方有滚轮沿导轨运动，该专利采用的是两个对中槽进行对中，这样的结构过于复杂，而且只能对特定尺寸的钻杆进行对中，适用范围窄。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铁钻工钳头线位移传感器对中装置，解决了现有技术中钳头对钻具中心位置随机变化的情况下，难以准确找中的技术问题。

一种铁钻工钳头线位移传感器对中装置，包括芯杆、滑套和位移传感器，所述芯杆一端安装有限位杆头，另一端伸入所述滑套中，所述滑套末端安装有滑套端盖，所述滑套端盖的外侧安装有位移传感器，所述位移传感器的检测杆穿过所述滑套端盖且位于所述芯杆内部。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步地，所述芯杆远离限位杆头的一端安装有位移传感器的磁环，所述磁环的中心线与所述位移传感器的检测杆的中心线一致，采用本步的有益效果是通过磁环与位移传感器的检测杆相互配合，可以完成移动量的检测。

进一步地，所述弹簧设置在所述滑套内部，且弹簧位于滑套端盖和芯杆端部之间，采用本步的有益效果是利用弹簧可以起到缓冲作用，防止磁环与滑套端盖发生撞击，同时弹簧也能够使得芯杆回复到一定位置，便于重新对中。

进一步地，所述限位杆头的端面为平面，采用本步的有益效果是这样提高对中的精确度。

进一步地，所述芯杆的中心线与位移传感器的检测杆的中心线一致，采用本步的有益效果是这样保证位移检测的准确性。

进一步地，所述位移传感器的检测精度为±0.05mm。

进一步地，所述滑套远离滑套端盖的一端安装有夹紧钳本体。

进一步地，它还包括plc控制器，所述plc控制器与位移传感器电连接，接收并比对位移传感器检测的位移数据，采用本步的有益效果是利用plc控制器实现数据的比对，这样有利于进行控制。

本发明的有益效果：

本发明提供一种对中装置，通过位移传感器和安装在芯杆端部的磁环相配合，可以对位移量进行检测，再和存储在plc控制器中的钻具数据进行比对，当条件满足时，钳头停止前移，即完成对中，本发明结构简单，且能够完成动态对中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例所述的一种铁钻工钳头线位移传感器对中装置的结构示意图；

附图标记：

1-芯杆；2-滑套；3-位移传感器；4-限位杆头；5-滑套端盖；6-plc控制器；7-检测杆；8-磁环；9-夹紧钳本体；10-弹簧；11-钻杆；12-存储器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1所示，本发明所提供的一种铁钻工钳头线位移传感器对中装置，包括芯杆1、滑套2和位移传感器3，所述芯杆1一端安装有限位杆头4，另一端伸入所述滑套2中，所述滑套2末端安装有滑套端盖5，所述滑套端盖5的外侧安装有位移传感器3，所述位移传感器3的检测杆7穿过所述滑套端盖5且位于所述芯杆1内部；本发明芯杆1和滑套2之间能够发生相对滑动，在使用时，限位杆头4会与钻杆接触，然后在推力的作用下，芯杆1和滑套2能够发生相对运动；本发明的位移传感器3为绝对值线性位移传感器。

如图1所示，所述芯杆1远离限位杆头4的一端安装有位移传感器3的磁环8，所述磁环8的中心线与所述位移传感器3的检测杆7的中心线一致，磁环8、限位杆头4分别安装在芯杆的两端，这样限位杆头4与钻杆接触，发生运动后，磁环8是套设在检测杆7的外围的，这样磁环8就能沿着检测杆7运动，即位移传感器3就能够检测到限位杆头4的位移量。

如图1所示，所述滑套2远离滑套端盖5的一端安装有夹紧钳本体9，即夹紧钳本体9、滑套端盖5分别位于滑套2两端，在使用时，本发明通过动力件提供动力，带动本发明运动，当限位杆头4触碰到芯杆1后，芯杆1和滑套2发生相对运动，即磁环8沿着检测杆7运动，这样位移传感器3能够检测限位杆头4的运动距离。

如图1所示，它还包括弹簧10，所述弹簧10设置在所述滑套2内部，且弹簧10位于滑套端盖5和芯杆1端部之间，利用弹簧10可以起到缓冲作用，防止磁环8与滑套端盖5发生撞击，同时在完成对中后，压缩后的弹簧可以便于芯杆复位。

如图1所示，所述限位杆头4的端面为平面，这样限位杆头4就能与钻杆的外缘相切，提高对中的精确度。

如图1所示，所述芯杆1的中心线与位移传感器3的检测杆7的中心线一致，这样检测杆7在芯杆1内部运动时，运动方向不会发生偏移，保证位移检测的准确性。

如图1所示，所述位移传感器3的检测精度为±0.05mm。

如图1所示，它还包括plc控制器6，所述plc控制器6与位移传感器电3连接，接收并比对位移传感器3检测的位移数据，利用plc控制器6实现数据的比对，这样有利于进行控制，本发明中的plc控制器6内部包括电源模块、存储器、cpu模块、i/o模块、通讯模块和功能模块等，本发明中的plc控制器6为市场常见的plc控制器，存储器12中存储的是对中数据，即不同直径的钻杆钻具对应的位移传感器3中磁环的位置数据，这样有利于进行比对。

本发明安装于铁钻工的夹紧钳头部位，在夹紧钳的钳口内侧；当铁钻工钳头与钻杆接近时，钻杆与限位杆头接触并推动限位杆头向钳头方向移动，位移传感器检测限位杆头的位移量并输出给plc，plc将接收的位移数据与程序中预设的参数进行实时比较，本发明将不同直径的钻杆对中时，位移传感器中磁环所对应的位置数据存储至plc控制器的存储器12中，当需要对某个直径的钻具进行对中时，将数值输入至plc控制器，得出位移传感器中磁环需要运动到的位置，当钻杆与限位杆头接触并推动限位杆头向钳头方向移动，芯杆与滑套发生相对运动，磁环就会在位移传感器的检测杆上运动，位移量会发送至plc控制器，进行实时对比，等到磁环到达所需位置时，plc控制器给铰接臂伸缩油缸电磁阀发出停止指令，钳头停止前移，完成动态对中，此时夹紧钳能够实现钻具的对中夹紧；本发明解决了钳头对钻具中心位置随机变化的情况下的准确找中并在控制界面进行设定，自行识别，准确找中。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。