[發明專利]一種抽油桿井下受力測量裝置

有效

• 申請號: 201310399077.6
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103439036A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 王中宇;李強;燕虎;王倩
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種井下抽油桿受力特性測量裝置，包含測量短節[1]、環形密封圈[2]、應變片陣列[3]和微電控制系統[4]，其特征在于：

（1）一個測量短節[1]，所述的測量短節[1]為空腔型構件，兩端有螺紋及密封槽，槽內裝環形密封圈[2],測量短節[1]與抽油桿連接并形成密封測量環境,短節[1]與抽油桿形成可靠連接后，其所受的軸向力、徑向力和彎矩直接傳遞給測量短節[1]，這樣測量短節[1]完全感受了附近抽油桿受力的狀況，同時在其內部又提供了適合存放小型測量部件的空腔，在空腔內貼應變片和放置微電控制系統[4]，解決了抽油桿力學測量裝置的存放與防護問題。在測量短節[1]的內壁軸向中部位置貼有呈45°交叉方向的應變片陣列[3]，其余部位涂有隔熱涂層材料，給微電控制系統[4]提供穩恒溫、恒濕的測量環境；短節的材料采用高彈性彈簧鋼，使應變片敏感地感受短節的受力變形；

（2）一個應變片陣列[3]，由40片應變片組成16組，全部貼于測量短節[1]軸向中間部位的內部空腔，這些應變片依據貼片方位與位置的不同進行組合、實現應變解耦，組成4組應變解耦測量橋路。其中SG1、SG5、SG9和SG13組合成橋式電路，用于測量抽油桿的彎矩；SG2、SG6、SG10和SG14組合成橋式電路，用于測量所受的徑向力；SG4、SG8、SG12和SG16組合成橋式電路，用于測量所受的軸向力；SG3、SG7、SG11和SG15組合成橋式電路，用于測量沿軸向的扭矩；

（3）一個微電控制系統[4]，位于測量短節[1]的空腔內，由FPGA控制器[401]、電源控制電路[402]、大容量高溫蓄電池[403]、大容量FLASH存儲器[404]、數據通訊接口[405]、信號調理電路[408]和橋式電路[409]組成。微電控制系統[4]為測量裝置的中樞神經，根據井下抽油桿數據的變化情況，調節測量裝置的數據采集頻率，協調數據的存儲，并且負責系統的供電以及與外界的數據交換。