专利名称：动力钳扭矩监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对动力套管钳的紧扣扭矩值的监控装置。
众所周知，石油、地质钻探用的管柱螺纹紧扣质量对钻井作业、工程质量及井身安全起着至关重要的作用，管柱螺纹紧扣扭矩过小或扭矩值过大都会引起大的工程事故，或达不到工程质量要求。尤其钻井用套管，因管径规格、钢级型号、臂厚不同、控制紧扣扭矩值也不同，紧扣扭值过大会涨裂螺纹，产生过大应力等。过小会造成螺纹联接不好，导致密封不良。二种情况都会为以后的固井试压、压裂、采油造成严重不良影响。
本实用新型的目的在于提供一种控制现有动力钳紧扣扭矩值的扭矩监测系统，以便于控制动力钳紧扣扭矩值达到最佳值。
本实用新型是由单片机(1)、锁存器(2)、程序存贮器(3)、数据存贮器(4)、电擦除只读存贮器(5)、扩展I/O电路(6)、功能选择电路(7)、A/D转换电路(8)、精密测量放大电路(9)、数码显示电路(10)、脉冲信号输入电路(11)、按键打印电路(12)组成；由安装在动力钳体(13)上的压力传感器产生压力模拟信号，光电脉冲编码器产生脉冲信号，脉冲信号经单片机T0口记录脉冲数，并利用计数中断采集压力模拟信号，并算出扭矩值。
单片机(1)为8031，锁存器(2)为74LS373，程序存贮器(3)为2732，数据存贮器(4)为6264，电擦除只读存贮器(5)为2864，扩展I/O电路(6)为8155，功能选择电路(7)由按键K1～K7及电阻排R1组成，A/D转换电路(8)由ADC0809及74LS74，74LS02组成，精密测量放大电路(9)由三片OP-07及电阻R4～R7、电容C4组成，数码显示电路(10)由四片4511及电阻R14～R17组成，脉冲信号输入电路(11)由40106及电阻R19、R20，电容C5组成，按键打印电路(12)由暂稳电路及SEG打印机接口CA6组成，暂稳电路由74LS00及电阻R21，R22按键K9组成；8031，2732，6264，2864，8155，ADC0809的数据线接在板上的数据总线上，其地址线接在板上的地址总线上，8031的P1口为功能键输入口，P0口为地址/数据线接口，74LS373的输出口为地址线的低八位，P2口的低五位为地址线的高五位，P2口的P2.5、P2.6、P2.7分别与8155，6264，2864的片选端口相连，P2.4与A/D转换电路的选择端口相连，P3.0、P3.1分别接打印机的数据选通信号STB“忙”信号BUSF，其它控制线与相应的管脚上相连。
本实用新型具有精度高、稳定性好、携带方便、易于操作、可现场显示、打印紧扣扭矩值随紧扣圈数变化曲线及紧扣最大扭矩值，适宜于石油、地质、野外作业等场合。
图面说明
图1为本实用新型原理框图。
图2为本实用新型的电路实施例图。
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明本装置的单片机(1)为8031，锁存器(2)为74LS373，程序存贮器(3)为2732，数据存贮器(4)为6264，电擦除只读存贮器(5)为2864，扩展I/O电路(6)为8155，功能选择电路(7)由按键K1～K7及电阻排R1组成，A/D转换电路(8)由ADC0809及74LS74，74LS02组成，精密测量放大电路(9)由三片OP-07及电阻R4～R7，电容C4组成，数码显示电路(10)由四片4511及电阻排R14～R17组成，脉冲信号输入电路(11)由40106及电阻R19，R20，电容C5组成，按键打印电路(12)由暂稳电路及SEG打印机接口CA6组成，暂稳电路由74LS00及电阻R21、R22，按键K9组成。
单片机(1)8031的P0口与锁存器(2)74LS373的输入口D0～D7，程序存贮器(3)2732的数据口D0～D7，数据存贮器(4)6264数据口D0～D7，电擦除只读存贮器(5)2864的数据口D0～D7，扩展I/O电路(6)8155的地址/数据复合线AD0～AD7，A/D转换电路(8)ADC0809的数据口D0～D7相连；锁存器(2)74LS373的输出端A0～A7为低八位地址端，P2口的低五位P2.1、P2.1、P2.2、P2.3、P2.5(即A8、A9、A10、A11、A12)为高五位地址端分别与程序存贮器(3)2732的A0～A11，数据存贮器(4)6264的A0～A12，电擦除只读存贮器(5)2864的A0～A12相连；单片机(1)8031的读写控制端WR、RD与数据存贮器(4)6264的读写端，电擦除只读存贮器(5)2864的读写端，扩展I/O电路(6)8155的读写端及A/D转换电路的选择端相连；P2口的高四位P2.4、P2.5、P2.6、P2.7(即A12、A13、A14、A15)分别与A/D转换电路数据存贮器(2)6264，电擦除只读存贮器(5)2864及扩展I/O电路(6)8155的片选信号端相连；单片机(1)8031的复位端口RESET与扩展I/O电路(6)8155的复位端口RESET相连；单片机(1)8031的ALE端与锁存器(2)74LS373的ALE端、扩展I/O电路(6)8155的ALE端、分频器74LS74的CLK端相连；单片机(1)8031的P1.0端口与暂稳电路的输出端口相连；P1.1～P1.7端口与功能选择按键K1～K7相连；P3.0、P3.1分别与打印机的数据选通信号STB和“忙”信号BUSF相连；单片机(1)8031的TO端口与脉冲信号输入电路的输出口相连；扩展I/O电路(6)8155的PA端口与打印机控制电路的数据口D0～D7相连；扩展I/O电路(6)8155的PB口的低四位分别与数码显示电路(10)的四片4511的段控端A、B、C、D端口相连，PC端口的低四位分别与四片4511的位控端口LE相连；ADC0809的INO端口与精密测量放大电路的输出端相连。
本实用新型的工作原理是由安装在动力钳体(13)上的压力传感器产生压力模拟信号，光电脉冲编码器产生脉冲信号，脉冲信号经单片机的T0口记录脉冲数，并利用计数中断采集压力模拟信号，即产生一次中断，采集一次有效压力值，压力模拟信号经处理后计算出扭矩值，存入数据存贮器，扭矩值经数码显示电路显示在屏幕上，紧扣结束后，通过接键K9可打印出紧扣扭矩值随紧扣圈数变化曲线，并把紧扣最大值写入电擦除只读存贮器，以便于所有管柱紧完扣后，统一打出紧扣最佳值，归档整理等，下次作业时只需按清除键K6即可。K1为扭矩显示开关，K2为压力显示开关，K3为圈数显示开关，K4为表头打印开关，K5为最大值打印开关，K6为最大值清除开关，K8为复位开关，K9为紧扣结束，启动打印电路开关。
本实用新型适用于国产ZY-II型动力钳兼用套管钳，TQ-20型动力套管钳及国外同类型套管钳。本装置除可在作业现场显示，打印紧扣扭矩值一紧扣圈数曲线及紧扣扭矩最大值外，还可现场显示、打印两次工作的紧扣时间间隔，可随机存贮紧扣扭矩最大值。
权利要求1.一种用于控制动力钳紧扣扭矩值的扭矩监测装置，其特征在于是由单片机(1)、锁存器(2)、程序存贮器(3)、数据存贮器(4)、电擦除只读存贮器(5)、扩展I/O电路(6)、功能选择电路(7)、A/D转换电路(8)、精密测量放大电路(9)、数码显示电路(10)、脉冲信号输入电路(11)、按键打印电路(12)组成；本装置还包括安装于动力钳体(13)上的压力传感器和一个电脉冲编码器，所述电脉冲编码器的脉冲信号输出端与单片机(1)的T0口相连接，采集压力模拟信号。
2.如权利要求1所述的扭矩监测装置，其特征在于单片机(1)为8031，锁存器(2)为74LS373，程序存贮器(3)为2732，数据存贮器(4)为6264，电擦除只读存贮器(5)为2864，扩展I/O电路(6)为8155，功能选择电路(7)由按键K1～K7及电阻排R1组成，A/D转换电路(8)由ADC0809及74LS74，74LS02组成，精密测量放大电路(9)由三片OP-07及电阻R4～R7、电容C4组成，数码显示电路(10)由四片4511及电阻R14～R17组成，脉冲信号输入电路(11)由40106及电阻R19、R20，电容C5组成，按键打印电路(12)由暂稳电路及SEG打印机接口CA6组成，暂稳电路由74LS00及电阻R21，R22按键K9组成；8031，2732，6264，2864，8155，ADC0809的数据线接在板上的数据总线上，其地址线接在板上的地址总线上，8031的P1口为功能键输入口，P0口为地址/数据线接口，74LS373的输出口为地址线的低八位，P2口的低五位为地址线的高五位，P2口的P2.5、P2.8、P2.7分别与8155，6264，2864的片选端口相连，P2.4与A/D转换电路的选择端口相连，P3.0、P3.1分别接打印机的数据选通信号STB“忙”信号BUSF，其它控制线与相应的管脚上相连。
专利摘要一种动力钳扭矩监测装置,它由单片机及外围电路、数码显示电路、脉冲信号输入电路和按键打印电路组成;由安装在动力钳体上的压力传感器产生压力模拟信号,光电脉冲编码器产生脉冲信号,脉冲信号经单片机T
文档编号E21B19/00GK2292896SQ95220170
公开日1998年9月30日 申请日期1995年8月29日 优先权日1995年8月29日
发明者顾晓贤, 王舟如, 刘国辉 申请人:大港油田集团钻采工艺研究院, 机械工业部天津工程机械研究所