一种井下缆头张力测量仪器的制作方法

本技术涉及测井作业的领域，具体涉及一种井下缆头张力测量仪器。

背景技术：

1、在石油、天然气、地热等地球自然能源开发领域，需要对井下产出层及流体情况进行有针对性的测量，目的是为后续有针对性的进行井筒施工提供数据支持。在测井做业时需要测量多个井下参数，所以相关的测井仪器就需要串接成一个钢性连接的仪器串下井测量，在此过程中由于井下实际情况的多样性及不定性，对仪器的运行可能造成阻碍。严重情况下如果不能正确的提升和下放操作，可能导致仪器落井的情况发生。在测井时就需要进行井下实时张力的监测，了解仪器的运行状态，为提升和下放仪器操作时提供准确的井下张力数据，从而保证测井的安全可靠。

2、中国专利文献(cn205876295u)公开了一种测井仪器张力测量设备，包括第一接收传感器、第二接收传感器以及拉力轴；两个接收传感器分别测量拉力和压力；第一接收传感器和第二接收传感器安装在拉力轴台阶两侧。该技术方案中采集的张力数据未经过处理系统处理，测量数据存在误差且不够精确。测量设备采用常规方式与地面系统进行通信，而非脉冲通讯方式，存在与测井地面系统不兼容的问题。此外，张力测量传感器缺乏单独的供电控制，张力传感器获取(传输)张力信号会对其他仪器工作时传输的信号产生影响。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种井下缆头张力测量仪器，在仪器设计上采用了脉冲的通讯方式，因此仪器可配接在目前行业内几乎所有的测井地面系统。

2、本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种井下缆头张力测量仪器，包括电路组件、张力传感器组件和保护外壳，所述电路组件的一端与地面系统电连接通信，电路组件的另一端通过多芯电连接器与接头电连接，接头与张力传感器组件的一端电连接，张力传感器组件的另一端通过弹簧与平衡活塞连接，平衡活塞下方设置注油口，张力传感器组件安装在保护外壳内，该保护外壳与注油口连通，通过注油口向保护外壳内填充硅油，使张力传感器组件浸润在硅油中，张力传感器组件受到的静态压力处于平衡状态；张力传感器组件内装有温度探头，用于检测张力传感器组件所处环境温度。

3、作为进一步的技术方案，所述电路组件包括信号采集和处理电路、通讯电路、仪器工作状态控制电路以及电源电路，所述信号采集和处理电路用于采集并处理应变片产生的电信号，所述通讯电路用于获取经信号采集和处理电路处理后的电信号，并将该处理后的电信号传输到地面系统，所述仪器工作状态控制电路通过所述电源电路分别电连接控制张力传感器组件、信号采集和处理电路、通讯电路的供电。

4、作为进一步的技术方案，所述通讯电路以脉冲形式与地面系统通讯。

5、作为进一步的技术方案，所述仪器工作状态控制电路采用分段式电压信号控制方式来控制张力传感器组件的工作状态；仪器工作状态控制电路还通过电连接单独控制所述通讯电路的信号输出。

6、作为进一步的技术方案，所述张力传感器组件包括传感器结构体和贴在该传感器结构体上的应变片，所述应变片采用应变薄膜材料制成，传感器结构体采用可拉伸金属材料制成，传感器结构体发生拉伸形变时，应变片对应产生变化的电信号。

7、作为进一步的技术方案，所述张力传感器组件的设计量程为±1.2吨。

8、作为进一步的技术方案，所述信号采集和处理电路的核心器件是具有12bit模数转换器和脉冲输出模块的microchip单片机pic18。

9、本实用新型的有益效果为：

10、1、经张力传感器组件测量得到的井下张力数据，先进行进行信号放大，再由处理器进行补偿处理，使得地面测井系统得到的张力数据真实可靠；

11、2、通讯电路以脉冲形式与地面系统通讯，因此仪器可配接在目前行业内几乎所有的测井地面系统，通用性强；

12、3、仪器工作状态控制电路采用分段式电压信号控制方式来控制张力传感器组件的工作状态，同时仪器工作状态控制电路又通过电连接单独控制通讯电路的信号输出，在其它测井仪器需要传输数据时可将此张力传感器组件关闭，这样就避免了通讯时的相互影响。

技术特征：

1.一种井下缆头张力测量仪器，其特征在于：包括电路组件(1)、张力传感器组件(5)和保护外壳(6)，所述电路组件(1)的一端与地面系统电连接通信，电路组件(1)的另一端通过多芯电连接器(2)与接头(3)电连接，接头(3)与张力传感器组件(5)的一端电连接，张力传感器组件(5)的另一端通过弹簧(8)与平衡活塞(7)连接，平衡活塞(7)下方设置注油口(9)，张力传感器组件(5)安装在保护外壳(6)内，该保护外壳(6)与注油口(9)连通，通过注油口(9)向保护外壳(6)内填充硅油，使张力传感器组件(5)浸润在硅油中，张力传感器组件(5)受到的静态压力处于平衡状态；张力传感器组件(5)内装有温度探头(4)。

2.根据权利要求1所述的井下缆头张力测量仪器，其特征在于：所述电路组件(1)包括信号采集和处理电路、通讯电路、仪器工作状态控制电路以及电源电路，所述信号采集和处理电路用于采集并处理应变片(51)产生的电信号，所述通讯电路用于获取经信号采集和处理电路处理后的电信号，并将该处理后的电信号传输到地面系统，所述仪器工作状态控制电路通过所述电源电路分别电连接控制张力传感器组件(5)、信号采集和处理电路、通讯电路的供电。

3.根据权利要求2所述的井下缆头张力测量仪器，其特征在于：所述通讯电路以脉冲形式与地面系统通讯。

4.根据权利要求3所述的井下缆头张力测量仪器，其特征在于：所述仪器工作状态控制电路采用分段式电压信号控制方式来控制张力传感器组件(5)的工作状态；仪器工作状态控制电路还通过电连接单独控制所述通讯电路的信号输出。

5.根据权利要求4所述的井下缆头张力测量仪器，其特征在于：所述张力传感器组件(5)包括传感器结构体(52)和贴在该传感器结构体(52)上的应变片(51)，所述应变片(51)采用应变薄膜材料制成，传感器结构体(52)采用可拉伸金属材料制成，传感器结构体(52)发生拉伸形变时，应变片(51)对应产生变化的电信号。

6.根据权利要求5所述的井下缆头张力测量仪器，其特征在于：所述张力传感器组件(5)的设计量程为±1.2吨。

7.根据权利要求6所述的井下缆头张力测量仪器，其特征在于：所述信号采集和处理电路的核心器件是具有12bit模数转换器和脉冲输出模块的microchip单片机pic18。

技术总结
本技术公开了一种井下缆头张力测量仪器，涉及测井作业领域，包括电路组件、张力传感器组件和保护外壳，电路组件的一端与地面系统电连接通信，另一端通过多芯电连接器与接头电连接，接头与张力传感器组件一端电连接，张力传感器组件另一端与平衡活塞连接，平衡活塞下方设置注油口，张力传感器组件安装在保护外壳内，该保护外壳与注油口连通，通过注油口向保护外壳内填充硅油，使张力传感器组件浸润在硅油中，张力传感器组件受到的静态压力处于平衡状态。本技术操作方便快捷、实用性强。可广泛应用在各种油井、气井、水井等地球能源开发测井领域。给测井行业准确、实时了解井下仪器运行张力情况提供了更加准确、有效的测井仪器。

技术研发人员：贾毅,申屠红峰,周四红,俞国军
受保护的技术使用者：杭州瑞利声电技术有限公司
技术研发日：20221226
技术公布日：2024/1/12