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一種旋轉(zhuǎn)軸功率多通道無線監(jiān)測裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種旋轉(zhuǎn)軸功率多通道無線監(jiān)測裝置。本實(shí)用新型中，應(yīng)變傳感器與節(jié)點(diǎn)處理器連接，應(yīng)變傳感器用于采集旋轉(zhuǎn)軸的瞬時(shí)扭矩并發(fā)送到節(jié)點(diǎn)處理器；霍爾傳感器與節(jié)點(diǎn)處理器連接，霍爾傳感器用于采集旋轉(zhuǎn)軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速并發(fā)送到節(jié)點(diǎn)處理器；節(jié)點(diǎn)處理器與節(jié)點(diǎn)發(fā)射器連接，節(jié)點(diǎn)處理器用于將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到節(jié)點(diǎn)發(fā)射器，節(jié)點(diǎn)發(fā)射器將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)；網(wǎng)關(guān)接收器與網(wǎng)關(guān)處理器連接，網(wǎng)關(guān)接收器用于接收節(jié)點(diǎn)發(fā)射器發(fā)送的數(shù)據(jù)并發(fā)送到網(wǎng)關(guān)處理器；網(wǎng)關(guān)發(fā)射器與網(wǎng)關(guān)處理器連接，網(wǎng)關(guān)處理器處理后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)發(fā)射器傳輸?shù)竭h(yuǎn)程客戶端。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)信息就地或遠(yuǎn)程無線傳輸和多通道實(shí)時(shí)監(jiān)測。
【專利說明】一種旋轉(zhuǎn)軸功率多通道無線監(jiān)測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)軸功率多通道無線監(jiān)測裝置，用于石油鉆井用旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸功率的監(jiān)測。
【背景技術(shù)】
[0002]石油鉆井用旋轉(zhuǎn)機(jī)械主要包括柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、泥漿泵、絞車、轉(zhuǎn)盤等設(shè)備。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是機(jī)械鉆機(jī)的主要?jiǎng)恿υ矗ㄟ^傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳送至泥漿泵、絞車、轉(zhuǎn)盤等動(dòng)設(shè)備；泥漿泵是泥漿循環(huán)系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，用于鉆井時(shí)循環(huán)泥漿，以沖洗井底、攜帶巖屑、冷卻鉆頭、加固井壁以及控制地層壓力；絞車是鉆機(jī)提升系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，用于起下鉆桿或套管、均勻送鉆以及井下特殊作業(yè)；鉆盤是鉆機(jī)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的主要?jiǎng)恿υO(shè)備，通過方鉆桿帶動(dòng)井底鉆頭旋轉(zhuǎn)破碎巖石。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，國內(nèi)多個(gè)廠家或研究機(jī)構(gòu)研制了軸功率測試儀器，但多涉及于船舶領(lǐng)域，屬于單點(diǎn)測試，且無無線傳輸功能。如中國專利號(hào)“CN201120533280.4”公開的種船舶軸功率測試裝置，
【公開日】為2012年09月12日，其包括用于測量船舶軸扭矩的扭矩測量機(jī)構(gòu)；用于測量船舶軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速測量機(jī)構(gòu)；與扭矩測量機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)速測量機(jī)構(gòu)相連的數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)；用于計(jì)算船舶軸功率的計(jì)算單元，計(jì)算單元與數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)相連；用于顯示船舶軸扭矩信號(hào)和/或轉(zhuǎn)速信號(hào)和/或功率信號(hào)的顯示裝置，顯示裝置與數(shù)據(jù)采集機(jī)構(gòu)和計(jì)算單元均相連。
[0004]但在石油鉆井作業(yè)能效對(duì)標(biāo)工作中，需要對(duì)鉆機(jī)的柴油機(jī)、泥漿泵等多個(gè)動(dòng)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行軸功率實(shí)時(shí)監(jiān)測，鉆井公司管理層需要對(duì)多個(gè)鉆井隊(duì)動(dòng)設(shè)備情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)督，目前的功率測試儀無法滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有石油鉆井用旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸功率監(jiān)測存在的上述問題，提供一種旋轉(zhuǎn)軸功率多通道無線監(jiān)測裝置。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)信息就地或遠(yuǎn)程無線傳輸和多通道實(shí)時(shí)監(jiān)測。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種旋轉(zhuǎn)軸功率多通道無線監(jiān)測裝置，其特征在于:包括網(wǎng)關(guān)和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸上的測量節(jié)點(diǎn)，所述測量節(jié)點(diǎn)中集成式設(shè)置有節(jié)點(diǎn)處理器、節(jié)點(diǎn)發(fā)射器、霍爾傳感器和應(yīng)變傳感器；所述應(yīng)變傳感器與節(jié)點(diǎn)處理器連接，應(yīng)變傳感器用于采集旋轉(zhuǎn)軸的瞬時(shí)扭矩并發(fā)送到節(jié)點(diǎn)處理器；霍爾傳感器與節(jié)點(diǎn)處理器連接，霍爾傳感器用于采集旋轉(zhuǎn)軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速并發(fā)送到節(jié)點(diǎn)處理器；節(jié)點(diǎn)處理器與節(jié)點(diǎn)發(fā)射器連接，節(jié)點(diǎn)處理器用于將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到節(jié)點(diǎn)發(fā)射器，節(jié)點(diǎn)發(fā)射器將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)；所述網(wǎng)關(guān)內(nèi)集成式設(shè)置有網(wǎng)關(guān)處理器、網(wǎng)關(guān)接收器和網(wǎng)關(guān)發(fā)射器，網(wǎng)關(guān)接收器與網(wǎng)關(guān)處理器連接，網(wǎng)關(guān)接收器用于接收節(jié)點(diǎn)發(fā)射器發(fā)送的數(shù)據(jù)并發(fā)送到網(wǎng)關(guān)處理器；網(wǎng)關(guān)發(fā)射器與網(wǎng)關(guān)處理器連接，網(wǎng)關(guān)處理器處理后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)發(fā)射器傳輸?shù)竭h(yuǎn)程客戶端。[0008]所述與霍爾傳感器配合設(shè)置有磁體，磁體固定在機(jī)架上。
[0009]所述網(wǎng)關(guān)內(nèi)還集成式設(shè)置有SM卡接口和SD卡接口。
[0010]采用本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011 ] 一、采用本實(shí)用新型，可以對(duì)石油鉆井用旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸的瞬時(shí)扭矩和轉(zhuǎn)速的進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，從而實(shí)現(xiàn)軸功率的遠(yuǎn)程無線實(shí)時(shí)監(jiān)測；一個(gè)網(wǎng)關(guān)，最多可以同時(shí)接收和發(fā)射16路測量數(shù)據(jù)，而遠(yuǎn)程客戶端可以通過互聯(lián)網(wǎng)接收多個(gè)網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)，因此，本實(shí)用新型可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多通道的無線實(shí)時(shí)監(jiān)測。
[0012]二、本實(shí)用新型中，所述網(wǎng)關(guān)內(nèi)還集成式設(shè)置有SM卡接口和SD卡接口，采用此結(jié)構(gòu)，功能得到進(jìn)一步擴(kuò)展，適用性更強(qiáng)。
[0013]三、本實(shí)用新型可對(duì)單個(gè)或多個(gè)鉆井隊(duì)的主要旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸輸出功率進(jìn)行多通道就地和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測，使用方便快捷、省時(shí)省力，能有效實(shí)現(xiàn)對(duì)石油鉆井用旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸輸出功率的多通道實(shí)時(shí)監(jiān)測，即滿足了現(xiàn)場檢測，又為遠(yuǎn)程設(shè)備運(yùn)行情況管理提供了條件，同時(shí)也為今后擴(kuò)大檢測業(yè)務(wù)范圍打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，也有利于今后建立鉆井隊(duì)能效管控中心。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖中標(biāo)記為:1、旋轉(zhuǎn)軸；2、應(yīng)變傳感器；3、霍爾傳感器；4、測量節(jié)點(diǎn)；5、磁體；6、直流電源、網(wǎng)關(guān)；8、遠(yuǎn)程客戶端。
【具體實(shí)施方式】
[0016]一種旋轉(zhuǎn)軸功率多通道無線監(jiān)測裝置，包括網(wǎng)關(guān)7和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸I上的測量節(jié)點(diǎn)4，所述測量節(jié)點(diǎn)4中集成式設(shè)置有節(jié)點(diǎn)處理器、節(jié)點(diǎn)發(fā)射器、霍爾傳感器3和應(yīng)變傳感器2 ;所述應(yīng)變傳感器2與節(jié)點(diǎn)處理器連接，應(yīng)變傳感器2用于采集旋轉(zhuǎn)軸I的瞬時(shí)扭矩并發(fā)送到節(jié)點(diǎn)處理器；霍爾傳感器3與節(jié)點(diǎn)處理器連接，霍爾傳感器3用于采集旋轉(zhuǎn)軸I的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速并發(fā)送到節(jié)點(diǎn)處理器；節(jié)點(diǎn)處理器與節(jié)點(diǎn)發(fā)射器連接，節(jié)點(diǎn)處理器用于將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到節(jié)點(diǎn)發(fā)射器，節(jié)點(diǎn)發(fā)射器將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)7 ;所述網(wǎng)關(guān)7內(nèi)集成式設(shè)置有網(wǎng)關(guān)處理器、網(wǎng)關(guān)接收器和網(wǎng)關(guān)發(fā)射器，網(wǎng)關(guān)接收器與網(wǎng)關(guān)處理器連接，網(wǎng)關(guān)接收器用于接收節(jié)點(diǎn)發(fā)射器發(fā)送的數(shù)據(jù)并發(fā)送到網(wǎng)關(guān)處理器；網(wǎng)關(guān)發(fā)射器與網(wǎng)關(guān)處理器連接，網(wǎng)關(guān)處理器處理后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)發(fā)射器傳輸?shù)竭h(yuǎn)程客戶端8。
[0017]本實(shí)用新型中，所述與霍爾傳感器配合設(shè)置有磁體。與霍爾傳感器3配合的磁體5固定在機(jī)架上，不轉(zhuǎn)動(dòng)。磁體用于轉(zhuǎn)速測量，與霍爾傳感器配套使用。原理是利用霍爾效應(yīng)進(jìn)行工作，即在控制電流恒定條件下，當(dāng)霍爾元件所處磁場強(qiáng)度大小發(fā)生突變時(shí)，輸出電壓也產(chǎn)生突變，相當(dāng)于產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，單位時(shí)間內(nèi)脈沖數(shù)與轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)，從而構(gòu)成數(shù)字量傳感器。
[0018]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式為，所述網(wǎng)關(guān)7內(nèi)還集成式設(shè)置有SM卡接口和SD卡接口。
[0019]以下對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0020]本實(shí)用新型中，所述測量節(jié)點(diǎn)內(nèi)集成的節(jié)點(diǎn)處理器為單片機(jī)，節(jié)點(diǎn)發(fā)射器為無線射頻芯片。測量節(jié)點(diǎn)內(nèi)還集成有直流電源6，直流電源6為9v電池，為測量節(jié)點(diǎn)供電，如為單片機(jī)和無線射頻芯片供電。
[0021]在網(wǎng)關(guān)內(nèi)集成的網(wǎng)關(guān)處理器為CPU，網(wǎng)關(guān)接收器為無線射頻芯片，網(wǎng)關(guān)發(fā)射器為GPRS芯片。網(wǎng)關(guān)還集成有供電電源，為無線射頻芯片、無線射頻芯片和GPRS芯片供電。
[0022]本實(shí)用新型的工作原理為:應(yīng)變傳感器采集旋轉(zhuǎn)軸的瞬時(shí)扭矩、霍爾傳感器采集旋轉(zhuǎn)軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，測量信號(hào)通過測量節(jié)點(diǎn)內(nèi)的單片機(jī)處理，并通過無線射頻芯片向外發(fā)射，網(wǎng)關(guān)內(nèi)的無線射頻芯片接收外來的測量信號(hào)，通過CPU處理后，經(jīng)GPRS芯片將測量信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸?shù)竭h(yuǎn)程客戶端上，對(duì)石油鉆井用旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸的瞬時(shí)扭矩和轉(zhuǎn)速的進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，從而實(shí)現(xiàn)軸功率的遠(yuǎn)程無線實(shí)時(shí)監(jiān)測。
【權(quán)利要求】
1.一種旋轉(zhuǎn)軸功率多通道無線監(jiān)測裝置，其特征在于:包括網(wǎng)關(guān)(7)和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸(I)上的測量節(jié)點(diǎn)(4)，所述測量節(jié)點(diǎn)(4)中集成式設(shè)置有節(jié)點(diǎn)處理器、節(jié)點(diǎn)發(fā)射器、霍爾傳感器(3)和應(yīng)變傳感器(2);所述應(yīng)變傳感器(2)與節(jié)點(diǎn)處理器連接，應(yīng)變傳感器(2)用于采集旋轉(zhuǎn)軸(I)的瞬時(shí)扭矩并發(fā)送到節(jié)點(diǎn)處理器；霍爾傳感器(3)與節(jié)點(diǎn)處理器連接，霍爾傳感器(3)用于采集旋轉(zhuǎn)軸(I)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速并發(fā)送到節(jié)點(diǎn)處理器；節(jié)點(diǎn)處理器與節(jié)點(diǎn)發(fā)射器連接，節(jié)點(diǎn)處理器用于將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到節(jié)點(diǎn)發(fā)射器，節(jié)點(diǎn)發(fā)射器將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)(7);所述網(wǎng)關(guān)(7)內(nèi)集成式設(shè)置有網(wǎng)關(guān)處理器、網(wǎng)關(guān)接收器和網(wǎng)關(guān)發(fā)射器，網(wǎng)關(guān)接收器與網(wǎng)關(guān)處理器連接，網(wǎng)關(guān)接收器用于接收節(jié)點(diǎn)發(fā)射器發(fā)送的數(shù)據(jù)并發(fā)送到網(wǎng)關(guān)處理器；網(wǎng)關(guān)發(fā)射器與網(wǎng)關(guān)處理器連接，網(wǎng)關(guān)處理器處理后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)關(guān)發(fā)射器傳輸?shù)竭h(yuǎn)程客戶端(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)軸功率多通道無線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述霍爾傳感器(3 )配合設(shè)置有磁體(5 )，磁體(5 )固定在機(jī)架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種旋轉(zhuǎn)軸功率多通道無線監(jiān)測裝置，其特征在于:所述網(wǎng)關(guān)(7)內(nèi)還集成式設(shè)置有SM卡接口和SD卡接口。
【文檔編號(hào)】G01L3/24GK203455123SQ201320584090
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】張健, 李克強(qiáng), 譙國軍, 吳彤, 馮玥, 魏威 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司