专利名称：抽汲作业密封防喷测控装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种密封防喷测控装置，具体地说是一种抽汲作业密封 防喷自动测试控制装置。
背景技术：
目前，在油田试油、抽汲、捞油、捞砂等井下作业中，需要对井中的钢 丝绳进行动态密封，以防止油水随钢丝绳上起而喷出，造成作业现场的环境 污染，对井中的钢丝绳进行动态密封的专用工具是密封防喷装置，目前作业 现场使用的密封防喷装置以人工控制为主，这种人工控制方式主要有三个缺 点 一是劳动强度大，工作效率低；二是人工参与多，安全可靠性低；三是 密封效果和作业状态不确定，易于发生安全事故。
现在用的多数抽汲作业密封防喷装置多使用手动液压泵，有的甚至仍使 用管钳上紧，即使有些密封防喷装置使用液压泵或气泵，作业时抽子深度、液 面深度、抽子沉没深度、抽子上升或下降状态、绳速、抽汲次数、密封压力、 钢丝载荷、出液状态、出液总量、本次出液量等作业状态仅凭现场作业工人 的经验和感觉，这样的作业模式显然是不合时宜的。
实用新型内容
本实用新型的目的就是提供一种抽汲作业密封防喷测控装置。以克服现 有装置存在的不足，满足油田抽汲作业提高作业工程的质量的现实需要。
本实用新型是这样实现的其结构包括有与主控制器输入端相连接的载 荷和深度及方向信号获取机构、出液及抽汲工具状态信号获取机构，还包括 有与主控制器输出端相连接的密封防喷装置压力控制机构、绞车刹车保护机 构。在抽汲作业时，主控制器连续检测载荷、深度及抽汲状态信号，并将数 据存储于主控制器中，经主控制器处理，将数据显示在显示屏上。当载荷信 号、深度信号符合预先设定的工作值时，主控制器控制与其相连的密封防喷 装置压力控制机构为抽汲作业密封防喷装置提供不同的密封压力，当载荷信
号、深度信号超过预先设定的极限值时刹车保护机构动作，实现超限保护。
载荷和深度及方向信号获取机构可有四种实现方式 一是在抽汲作业滑 轮上方便处安装轴销式载荷传感器和深度编码器或使用由磁钢和霍尔元件组 成的磁电式深度编码器测量载荷和深度及方向；二是在钢丝绳合适位置安装 三滑轮张力和位移传感器测量载荷和深度及方向；三是在绞车滚筒上安装深 度编码器或使用由磁钢和霍尔元件组成的磁电式深度编码器测量深度及方 向，在滑轮处使用轴销或轴重传感器测量载荷；四是在绞车滚筒上安装深度 编码器或使用由磁钢和霍尔元件组成的磁电式深度编码器，在滚筒前方合适 处以合适方式安装穿过滚筒钢丝绳的滑轮，方便处安装轴销式载荷传感器和 深度编码器或使用由磁钢和霍尔元件组成的磁电式深度编码器测量载荷和深 度及方向。由以上方式获得的载荷和深度及方向信号输出线接至主控制器的 信号输入端。
出液及抽汲工具状态信号获取机构是在井口四通上安装一个浮子液位 开关，信号线接至主控制器。通过测量液面信号获得出液信号，结合深度信 号及管柱内径计算出液量，再次获取浮子液位开关信号来判断抽汲工具状态。
绞车刹车保护机构由手刹、主动轴、从动轴、固定支承、气缸、活塞杆、 气管线、电磁阀和离合器组成。
密封防喷装置压力控制机构由溢流阀和电控换向阀组成。
本实用新型以结构简单的信号获取机构和执行机构，提高了抽汲作业密 封防喷测控装置的可靠性。本实用新型的使用，有利于提高工作效率和经济 效益，提高了整个系统的安全性、适用性、可靠性，便于推广应用。
图l是本实用新型的结构示意框图。
图2是本实用新型的出液及抽汲工具状态信号获取机构剖视图。 图3是载荷和深度及方向信号获取机构剖视图。 图4是图3沿A-A方向的剖示图。 图5是本实用新型的绞车刹车保护机构结构示意图。 图6是本实用新型的主控制器的电原理框图。
附图中的部件标号分别是:l、抽汲作业密封防喷装置；2、出液及抽汲工 具状态信号获取机构；3、出液管线；4、储液罐；5、载荷和深度及方向信号 获取机构；6、密封防喷装置液或气管线；7、出液及抽汲工具状态信号线；8、 载荷和深度及方向信号线；9、主控制器；10、密封防喷装置压力控制机构控 制信号线；11、密封防喷装置压力控制机构；12、泵站液或气管线；13、泵 站；14、泵站控制线；15、绞车刹车保护机构；16、绞车刹车保护机构控制 线；17、报警机构；18、报警机构控制线；19、出液口； 20、四通；21、浮 子；22、磁钢；23、盲板支架；24、霍尔开关模块；25、外壳；26、滑轮； 27、磁钢；28、深度编码器；29、滑轮万向架；30、霍尔开关模块；31、底 座；32、轴销载荷传感器；33、固定支撑；34、气缸；35、活塞杆；36、气 管线；37、电磁阀；38、固定支撑；39、从动轴；40、离合器；41、主动轴;
42、固定支撑；43、固定支撑；44、手刹。
具体实施方式
如图1所示，本抽汲作业密封防喷测控装置包括有主控制器9、载荷和 深度及方向信号获取机构5、出液及抽汲工具状态信号获取机构2、抽汲作业 密封防喷装置l、密封防喷装置压力控制机构ll、泵站13、绞车刹车保护机构 15、报警机构17，密封防喷装置压力控制机构ll由溢流阀和电控换向阀组成。
如图2所示，出液及抽汲工具状态信号获取机构中四通20的出液口19通 过图1中出液管线3与储液罐4相连，浮子21在抽汲液体的浮力作用下浮起，此 时浮子21上的磁钢22的磁力透过盲板支架23作用在霍尔开关模块24上，外壳 25用于密封，由此获得出液及抽汲工具状态信号。
如图3和图4所示，载荷和深度及方向信号获取机构是底座31上安装可 自由转动的滑轮万向架29,滑轮26通过轴销载荷传感器32安装于滑轮万向架 29上，深度编码器28与滑轮万向架29和滑轮26相连，或滑轮26上安装磁钢27 滑轮万向架29上安装霍尔开关模块30,由此获得载荷和深度及方向信号。
如图5所示，绞车刹车保护机构是由手刹44、离合器40、主动轴41、从 动轴39、气缸34、活塞杆35、气管线36、电磁阀37和固定支撑43、固定支撑 42、固定支撑38、固定支撑33组成，离合器40使绞车刹车保护机构气缸自动
刹车与手刹相互隔离互不影响，固定支撑43与主动轴41内外配合有嫘纹，手 刹44转动时带动主动轴41沿轴向运动，完成主动轴41与从动轴39的离合。
主控制器9中的带CPU的信号处理系统如图6所示，是由相互连接的信号 调理电路、信号处理器、通信接口电路、电源及充电、滤波、保护电路、声 光指示、报警和继电器组成。其中的信号调理电路，可以是数字信号滤波整 形电平变换电路和模拟信号滤波放大电路；也可以是模拟信号解调滤波放大 电路和模拟信号滤波放大电路。信号处理器包含有A/D转换器、CPU和存储器。 信号处理器既可以使用独立功能的芯片组成，也可以使用片上系统(内含A/D、 CPU、存储器、通信接口)。存储器可使用非掉电易失存储器。通信接口电路 可使用有线接口或无线接口。
在进行抽汲作业时，将主控制器9的电源打开，主控制器9通过载荷和深 度及方向信号线8与载荷和深度及方向信号获取机构5相连获取载荷和深度及 方向信号；通过出液及抽汲工具状态信号线7与安装在抽汲作业密封防喷装置 l上的出液及抽汲工具状态信号获取机构2相连获取出液及抽汲工具状态信 号，同时将连续检測数据存储于主控制器中，经主控制器处理，将数据显示 在仪表的显示屏上。当载荷信号、深度信号、方向信号符合预先设定的工作 值时，主控制器9通过密封防喷装置压力控制机构控制信号线10控制与其相连 的密封防喷装置压力控制机构ll,密封防喷装置压力控制机构ll通过密封防 喷装置液或气管线6为抽汲作业密封防喷装置1提供不同的密封压力，密封防 喷装置压力控制机构11由泵站13通过泵站液或气管线12提供液或气源，主控 制器9通过泵站控制线14控制泵站13启动或停止，当载荷信号、深度信号超过 预先设定的极限值时，主控制器9通过绞车刹车保护机构控制线16控制绞车刹 车保护机构15动作，主控制器9通过报警机构控制线18控制报警机构17报警， 达到提供不同的密封压力和作业超限保护的目的。
权利要求1、一种抽汲作业密封防喷测控装置，其特征在于该装置包括有与主控制器(9)输入端相连接的载荷和深度及方向信号获取机构(5)、出液及抽汲工具状态信号获取机构(2)，还包括有与主控制器(9)输出端相连接的密封防喷装置压力控制机构(11)、泵站(13)、绞车刹车保护机构(15)和报警机构(17)，密封防喷装置压力控制机构(11)由溢流阀和电控换向阀组成，抽汲作业密封防喷装置(1)和密封防喷装置压力控制机构(11)之间由气液管线连接。
2、 根据权利要求1所述的抽汲作业密封防喷测控装置，其特征在于所述 的出液及抽汲工具状态信号获取机构中四通(20)的出液口 (19)与储液罐(4)相连，浮子(21)在抽汲液体的浮力作用下浮起，此时浮子(21)上的 磁钢(22)的磁力透过盲板支架(23)作用在霍尔开关模块(24)上，外壳 (25)用于密封，由此获得出液及抽汲工具状态信号。
3、 根据权利要求l所述的抽汲作业密封防喷测控装置，其特征在于所述 的载荷和深度及方向信号获取机构是底座(31)上安装可自由转动的滑轮万 向架(29)，滑轮(26)通过轴销载荷传感器(32)安装于滑轮万向架(29) 上，深度编码器(28)与滑轮万向架(29)和滑轮(26)相连，或滑轮(26) 上安装磁钢(27)滑轮万向架(29)上安装霍尔开关模块(30)，由此获得载 荷和深度及方向信号。
4、 根据权利要求l所述的抽汲作业密封防喷测控装置，其特征在于所述 的绞车刹车保护机构是由手刹(44)、离合器(40)、主动轴(41)、从动轴(39)、 气缸(34)、活塞杆(35)、气管线(36)、电磁阀(37)和固定支撑(43)、 固定支撑(42)、固定支撑(38)、固定支撑(33)组成，离合器(40)使绞 车刹车保护机构气缸自动刹车与手刹相互隔离互不影响，固定支撑(43)与 主动轴(41)内外配合有螺纹，手刹(44)转动时带动主动轴(41)沿轴向 运动，完成主动轴(41)与从动轴(39)的离合。
5、 根据权利要求l所述的抽汲作业密封防喷测控装置，其特征在于所述 的主控制器(9)中有显示器、键盘，机壳内装有带CPU的信号处理系统，显 示器和键盘与信号处理系统电连接，信号处理系统是由相互连接的信号调理 电路、信号处理器、通信接口电路、电源及充电、滤波、保护电路和声光指 示、报警和继电器组成。
专利摘要本实用新型涉及一种密封防喷测控装置，具体地说是一种抽汲作业密封防喷自动测试控制装置。其结构包括有与主控制器输入端相连接的载荷和深度及方向信号获取机构、出液及抽汲工具状态信号获取机构，还包括有与主控制器输出端相连接的密封防喷装置压力控制机构、绞车刹车保护机构。在抽汲作业时，主控制器连续检测载荷、深度及抽汲状态信号，并将数据存储于主控制器中，经主控制器处理，将数据显示在显示屏上。当载荷信号、深度信号符合预先设定的工作值时，主控制器控制与其相连的密封防喷装置压力控制机构为抽汲作业密封防喷装置提供不同的密封压力，当载荷信号、深度信号超过预先设定的极限值时刹车保护机构动作，实现作业超限保护的目的。
文档编号E21B33/03GK201062500SQ200720101108
公开日2008年5月21日 申请日期2007年5月8日 优先权日2007年5月8日
发明者付春虎, 江 何, 卞宇伟, 卞家辉, 朱红涛, 王贵霞 申请人:卞宇伟