专利名称：钢管测长称重装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测长称重装置，具体地说是在石油或天然气钻探过程中对所使用的钢管进行测长和称重的装置。
背景技术：
目前在我国石油和天然气钻探行业中，每年需耗用大量的采油钢管。对重复使用的油管必须经清洗、试压或修理等多项检验流程后方可使用、或是重新投入使用。因而，所使用的钢管在长度和重量上并不是同一规格。
在实际石油或天然气钻探的实地施工和操作中，由于需根据所使用钢管的长度和重量来测算储量、油气深度和施工作业的其他技术参数等，所以对于每一根所使用的钢管的长度和重量需精确测算出来，对于误差范围要求控制在0.1％以内。
而在现有石油钻探施工现场，基本上是靠人工方法进行测长和称重。虽然测试工具有所改进，但仍无法解决测量误差较大的问题，而且存在着劳动强度大、测试时间过长等缺点。
上述问题在现有石油和天然气钻探行业普遍存在着，既影响到现场钻探质量和工程进度，同时也会因测算不准确而发生误操作、直接影响到现场施工安全。如何能利用现有机械或自动化控制技术来准确、快速地进行现场测算，从而有针对性的实施施工操作，是现有石油钻探行业所急需解决的课题。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种新型的测长称重装置，其主要利用光电检测和计算机数据处理等技术提供一种在线检测设备，即在保证测量精度的前提下，能够进行自动称重和测长、并实现记录和打印等多项功能。
本实用新型所述的测长称重装置，适应在线检测设备的要求，通过一种由计算机终端来控制、以输送线为主体的程序化、自动化的测量装置。
本实用新型所述的测长称重装置，主要包括有测长仪、上下料装置、称重仪、计算机终端工作台，同时配置有微机数据处理软件。
测长仪包括有溜板支架和测长光电仪，并分别固定在整个测长称重装置的两端，以实现测长的操作目的。
上下料装置和称重仪，分别有相同结构的、对称设置的两个部分。两部分间分别由计算机终端统一控制，以保持协调一致、实现共同操作。
上下料装置和称重仪的两部分分别固定在2个基座上。
计算机终端工作台，主要包括有主机、打印机、键盘、鼠标和显示器。其中配置有数据处理软件，包括有信号传输适配系统、数据实时采集系统(含有通信和驱动程序)、数据处理和输出模块等。
现就具体结构描述如下上下料装置固定在基座上，可以采用液压或气路系统提供动力，并与输送钢管的来管输送线、去管输送线相配套使用。
上下料装置包括有接管装置、支撑叉头和送管装置。
其中，接管装置与来管输送线配套设置，包括有接管气缸、接管导轴、接管板和接管电路开关等。
送管装置与去管输送线配套设置，包括有送管气缸、送管导轴、送管板和送管电路开关等。
在实际操作中，当需测量一根新的钢管时，通过计算机终端控制台控制接管装置，由接管气缸通过接管导轴启动接管板和叉头，接管板位于接管导轴一侧高度降低，使得另一侧相对翘起而促使来管输送线上的钢管被导引并滚入，直至滚入到叉头的V形槽内，从而完成装管的操作。在完成装管后，钢管被支撑在对称设置2个叉头的V形槽内。
当需将测长、称重完毕的钢管卸掉时，通过计算机终端控制台控制送管装置，将钢管卸至去管输送线上。由送管气缸通过送管导轴启动送管板和叉头，送管板位于送管导轴一侧的高度升高，使得另一侧相对下垂，钢管从叉头V形槽内被导引并沿所形成的倾斜面滚入至去管输送线上，从而完成卸管的操作。
在装管操作完成后，即可先进入测长操作阶段，当然也可先进行称重测量，这主要根据实际情况，通过计算机控制系统来调整。
构成测长仪的溜板支架和测长光电仪分别设置在整体装置的两端。
一端的溜板支架，包括有架体，架体上设置有推管溜板、丝杠、电机、基准光电检测开关、以及光电传感器和信号线等。
丝杠包括有丝母和丝杆。
推管溜板与丝杠的丝母相连接。当电机带动丝杠转动时，丝母相应地带动推管溜板做前后运动，从而产生推动钢管的动力。
推管溜板附带有编码器，并通过控制器、信号线与计算机终端工作台中相连接。
当丝母转动时，编码器可以相应地进行计数，可以记录丝杠转动的圈数，再乘以丝杠导程的单位数值即可计算出丝母前进或后退的距离。相应地，也就测算出推管溜板前后移动的距离。即推管溜板前后移动的距离＝编码器记录的圈数×丝杠导程实际上，组成测长仪的溜板支架上的推管溜板，具有一标定点。当标定点通过溜板支架上的基准光电检测开关时，上述编码器才开始计数。也就是开始测算推管溜板所移动的距离数值，并通过计算机终端工作台完成计数、运算、显示和打印输出等操作。
测长仪的测长光电仪位于另一端，包括有端座支架，端座支架上设置有若干组测距光电开关，每组测距光电开关包括有光电开关座和光电传感器、信号线等。
与基准光电检测开关、以及推管溜板所移动距离值相对应的是，测长光电仪是对钢管长度进行测算的终端取值。
当推管溜板推动钢管向前移动时，在推管溜板上的标定点通过基准光电检测开关的瞬间，计算机终端工作台测得传输信号，则通过控制器和编码器开始计数，以测算推管溜板所移动的距离数值。当钢管的另一端通过测距光电开关的其中一组光电开关时，测距光电传感器向计算机终端发出测距结束的信号，则编码器停止计数。
此时，基准光电检测开关和钢管通过的这组光电开关间的间距，实际上是推管溜板前进的距离加上钢管的实际长度。
即，钢管长度＝检测光电开关的间距-推管溜板前移的距离。
通过上述测长仪结构间的计数和距离计算，最终由计算机终端工作台和系统应用软件得出钢管的精确长度值，并相应地可以输出数值。
设置若干组测距光电开关，是为了适应钢管长度不一、且差别较大的情况。通过设置多段测距光电开关，可减小推管溜板所走的行程，有利于提高测算精度和缩短每次测距的工作时间。
上述方案内容，是测长称重装置在完成装管操作后，通过测长仪对钢管长度的测量和计算整个流程。
以下就称重测量进行说明在控制上下料装置进行装管、并将钢管至于叉头的V形槽内后，由计算机终端工作台控制进行称重流程。
称重仪，具有结构相同、对称设置的两部分，分别固定连接在两侧基座上。两部分间还由称重座连接固定，并设置有防移座，以防止在操作过程中出现意外移动而影响称重操作。
称重仪的每一部分，包括有称重气缸、称重板和压力传感器等。
当需进行称重操作时，称重气缸提供向上的举力给称重板，两侧称重板将钢管上举、并脱离开叉头的V形槽后，由称重板支撑钢管的全部重力。然后通过压力传感器，将信号传输给计算机终端。由数据处理系统将相关信号转换为重量数值，以完成存储、输出或打印出来。
当称重操作结束后，两侧称重板将钢管卸下并移交回叉头的V形槽内，然后由上下料装置将钢管移出整体测长称重仪。
控制本实用新型所述的测长称重装置所配置的数据处理软件，主要包括有信号传输适配系统、数据实时采集系统(含有通信和驱动程序)、数据处理系统。
由数据采集系统将各传感器中收集到的信号，经由多路转换开关、A/D转换器、CPU、DSP、存储器(ROM/RAM)和接口电路构成的信号传输适配系统转给数据处理系统进行校对识别，再通过设定的运算公式得出实际测算的数值，然后通过接口电路在显示终端上显示或是进行打印处理。
综上所述，本实用新型所述的测长称重装置，采用光电检测和计算机数据处理，实现了在在线检测设备的自动化测量，其具有以下优点和有益效果1、采用光电检测，完全可以保证实际作业所需的精度要求；2、通过计算机控制，可实现自动化操作、降低实际操作强度；3、在在线检测设备，可实现现场测量、记录、打印或是直接在钢管上进行喷涂和标识，极大地提高了工作效率。
现结合附图对本实用新型做进一步的说明图1是本实用新型所述测长称重装置的结构示意图；图2是俯视结构示意图；图3是图1中K向上下料装置的侧面示意图；图4是图1中F向上下料装置的侧面示间图；图5是本实用新型所述测长称重装置的数据处理模块示意图检测试验装置应用的数据处理模块示意图。
如图1-图5所示，本实用新型所述的测长称重装置，主要包括有测长仪1、上下料装置2、称重仪3、计算机终端工作台，同时配置有微机数据处理软件。
测长仪1包括有溜板支架11和测长光电仪12。
溜板支架11，包括有架体111，推管溜板112、丝杠113、电机114、基准光电检测开关115、以及光电传感器和信号线等。
测长光电仪12，包括有端座支架121，测距光电开关122。
上下料装置2固定在基座4上，上下料装置包括有接管装置21、送管装置22、支撑叉头23。
接管装置21与来管输送线24配套设置，包括有接管气缸211、接管导轴212、接管板213和接管电路开关等。
送管装置22与去管输送线25配套设置，包括有送管气缸221、送管导轴222、送管板223和送管电路开关等。
称重仪3，包括有称重气缸31、称重板32、称重座33、压力传感器和防移座等。
其中，图1、图3、图4中，表示有被测钢管5。
实施例实施例1，本实用新型所述的测长称重装置，主要包括有测长仪1、上下料装置2、称重仪3和计算机终端工作台，同时配置有微机数据处理软件。
上下料装置2和称重仪3，分别有相同结构的、对称设置的两个部分构成。统一由计算机终端工作台控制并调配操作，两部分间操作协调一致。
如图1所示，上下料装置2和称重仪3的两部分分别固定在2个基座4上，并居中设置。同时，测长仪1的溜板支架11和测长光电仪12，分别设置在上下料装置2和称重仪3体装置的两端。
溜板支架11，包括有架体111，架体111上设置有推管溜板112、丝杠113、电机114、基准光电检测开关115、以及光电传感器和信号线等。
丝杠113包括有丝母和丝杆。
推管溜板112与丝杠112的丝母相连接。
推管溜板112附带有编码器，并通过控制器、信号线与计算机终端工作台中相连接。
测长仪1的测长光电仪12，包括有端座支架121，端座支架上设置有三组测距光电开关122，每组测距光电开关122包括有光电开关座和光电传感器、信号线等。
第一组测距光电开关122，与基准光电检测开关115间距设定为10米。
第二组测距光电开关122，与基准光电检测开关115间距设定为15米。
第三组测距光电开关122，与基准光电检测开关115间距设定为20米。
如图1、图3所示，上下料装置2，采用液压系统输出动力，上下料装置2包括有接管装置21、支撑叉头23和送管装置22。
其中，接管装置21与来管输送线24配套设置，包括有接管气缸211、接管导轴212、接管板213和接管电路开关等。
送管装置22与去管输送线25配套设置，包括有送管气缸221、送管导轴222、送管板223和送管电路开关等。
如图1、图2所示，称重仪3的两部分固定连接在两侧基座上4，并同时与称重座33连接固定，称重仪3还包括有称重气缸31、称重板32和压力传感器等。
本实用新型所述的测长称重装置，由计算机终端来统一控制，并配置有系统数据处理软件，如图5所示。
数据处理软件，包括有信号传输适配系统、数据实时采集系统(含有通信和驱动程序)、数据处理系统。
由数据采集系统将各传感器中收集到的信号，经由多路转换开关、A/D转换器、CPU、DSP、存储器(ROM/RAM)和接口电路构成的信号传输适配系统转给数据处理系统进行校对识别，再通过设定的运算公式得出实际测算的数值，然后通过接口电路在显示终端上显示或是进行打印处理。
其中传感器将自动变速器工作过程中的测试信号转换成模拟量，模拟量经整形放大、滤波后传递给A/D转换器。
A/D转换器将模拟量转换成数字信号，然后传递给DSP数字信号处理器进行运算和校对，并将结果最终反馈给CPU主芯片。
模拟数字信号，经设定运算公式核算后转换成实际值，通过接口电路传递至显示屏上，直观地、量化给出测试结果。
通讯模块可由VB语言编制，能够满足高速采集数据的要求，由数据处理模块调用。
使用本实用新型所述的测长称重装置进行钢管测长、称重操作的全流程是这样的第一步，将钢管从来管输送线装至测长称重装置，具体地是通过计算机终端控制台控制接管装置21，由接管气缸211通过接管导轴212启动接管板213和支撑叉头23，接管板213位于接管导轴212一侧的高度降低，使得另一侧相对翘起而促使来管输送线24上的钢管被导引并滚入，直至滚入到叉头23的V形槽内，从而完成装管第二步，测量钢管的长度，具体地是通过计算机终端工作台启动电机114并推动丝杠113转动，与丝杠113的丝母连接的推管溜板112则相应地推动钢管5向前移动，在推管溜板112上的标定点通过基准光电检测开关115的瞬间，计算机终端工作台测得传输信号，则通过控制器和编码器开始计数，以测算推管溜板所移动的距离数值。
当钢管5的另一端通过三组测距光电开关122的其中一组时，测距光电传感器向计算机终端发出测距结束的信号，则编码器停止计数。
此时，基准光电检测开关和钢管通过的这组光电开关间的间距，实际上是推管溜板前进的距离加上钢管的实际长度。
则相应地，钢管长度＝检测光电开关的间距-推管溜板前移的距离。
其中，推管溜板前后移动的距离＝编码器记录的圈数×丝杠导程。
当钢管小于等于10米时，则钢管通过第一组测距光电开关122时，测距即终止。
当钢管大于10米而小于15米时，则钢管通过第二组测距光电开关122时，测距即终止。
其他测距情况可以此类推。
第三步，测理钢管的重量，具体地是称重气缸31提供向上的举力给称重板32，两侧称重板32将钢管5上举并同时脱离开支撑叉头23的V形槽后，由称重板32支撑钢管5的全部重量。
通过压力传感器，将信号传输给计算机终端。由数据处理系统将相关信号转换为重量数值，以完成存储、输出或打印出来。
然后，再将钢管5由称重板32移交回支撑叉头23的V形槽内。
第四步，将钢管从测长称重装置移至去管输送线，具体地是通过计算机终端控制台控制送管装置22，将钢管5卸至去管输送线25上。由送管气缸221通过送管导轴222启动送管板223和叉头23。
送管板223位于送管导轴222一侧的高度升高，使得另一侧相对下垂，钢管5从叉头23V形槽内被导引并沿所形成的倾斜面滚入至去管输送线25上，从而完成卸管的操作。
在完成上这四步操作后，整个测长称重装置即可进入下一根钢管的测长称重操作阶段。
权利要求1.一种钢管测长称重装置，其特征在于包括有测长仪、上下料装置、称重仪、计算机终端工作台，同时配置有微机数据处理软件；其中，测长仪固定在地基上，上下料装置和称重仪分别各自固定在基座上，基座固定在地基上，测长仪和称重仪分别连接有计算机终端工作台。
2.根据权利要求1所述的钢管测长称重装置，其特征在于构成测长仪的溜板支架和测长光电仪分别设置在两端，溜板支架上设有推管溜板、丝杠、基准光电检测开关，推管溜板和丝杠的丝母连接。
3.根据权利要求2所述的钢管测长称重装置，其特征在于测长光电仪包括有端座支架，端座支架上设置有至少一组测距光电开关，每组测距光电开关包括有光电开关座和光电传感器、信号线。
4.根据权利要求3所述的钢管测长称重装置，其特征在于称重仪具有结构相同、对称设置的两部分，分别固定连接在两侧基座上，并还由称重座连接固定，称重仪的每一部分包括有称重气缸、称重板和压力传感器。
5.根据权利要求4所述的钢管测长称重装置，其特征在于上下料装置具有结构相同、对称设置的两部分，和称重仪的相应部分同时固定在基座上，上下料装置与输送钢管的来管输送线、去管输送线相配套。
6.根据权利要求5所述的钢管测长称重装置，其特征在于上下料装置的接管装置、送管装置和支撑叉头分别各自固定在基座上。
7.根据权利要求6所述的钢管测长称重装置，其特征在于接管装置的接管气缸固定在基座上、并向上支撑连接接管导轴，接管导轴连接在接管板的一端；接管装置还设置有接管电路开关。
8.根据权利要求6所述的钢管测长称重装置，其特征在于送管装置的送管气缸固定在基座上、并向上支撑连接送管导轴，送管导轴连接在送管板的的一端；送管装置还设置有送管电路开关。
专利摘要本实用新型所述的钢管测长称重装置，主要包括有测长仪、上下料装置、称重仪、计算机终端工作台，同时配置有微机数据处理软件。测长仪包括有溜板支架和测长光电仪，并分别固定在整个测长称重装置的两端，以实现测长的操作目的。装卸装置和称重仪，分别有相同结构的、对称设置的两个部分。两部分间分别由计算机终端统一控制，以保持协调一致、实现共同操作。本实用新型所述的钢管测长称重装置，采用光电检测和计算机数据处理，实现了在线检测设备的自动化测量。
文档编号G01G19/00GK2684158SQ0327143
公开日2005年3月9日 申请日期2003年8月15日 优先权日2003年8月15日
发明者王宝惠, 刘禹 申请人:青岛中路科技有限公司