[發明專利]一種抽油桿力學參數測量裝置

無效

• 申請號: 201310399748.9
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103454030A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 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: G01L5/16
• 分類號: G01L5/16;G01L5/00
• 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測量裝置，包含長接頭艙[301]、短接頭[305]、密封環[302]、應力集中濾波件[303]和微電測量控制系統[304]，其特征在于：

（1）一個長接頭艙[301]，外形類似于連接抽油桿的接箍，外部形狀為具有臺階的圓筒形，包含內螺紋[30101]、導線孔[30102]、電氣元件安裝腔[30104]、梯形密封槽[30105]、內螺紋[30106]和裝卡槽[30107]，其內部為微電測量控制系統[304]；應變片貼于導線孔附近區域，該區域沒有徑向力的干擾，只受軸向力與扭矩的作用，四組應變片組成測量橋路，應變片的柵長與長接頭艙[301]的外徑相適應；電氣元件安裝腔[30104]的內壁涂有絕緣隔熱層，內部放置微電測量控制系統[304]；徑向力橋式測量電路[30409]和軸向力與扭矩測量橋式電路[304010]的引線通過導線孔引至微電測量控制系統[304]；在梯形密封槽[30105]內裝有密封環[302]，每槽一個共兩個，用于同應力集中濾波件[303]配合形成擠壓密封，使油管內的多組態腐蝕性混合物無法滲入腔內，保持內部測量環境的相對穩定；

（2）一個短接頭[305]，包含一段內螺紋[30503]、貫通外螺紋[30501]、梯形密封槽[30502]和裝卡槽[30504]。內螺紋[30503]位于短接頭[305]的大端，用于連接抽油桿，連接時用扳手卡住裝卡槽[30504]進行旋入；外螺紋[30501]同內螺紋[30503]相配合，用于連接長接頭艙[301]，形成測量部分的主體；在梯形密封槽[30502]內裝有密封環[302]，每槽一個共兩個，用于同應力集中濾波件[303]配合形成擠壓密封，使油管1內的多組態腐蝕性混合物無法滲入應力集中腔[30302]內；

（3）一個應力集中濾波件[303]為薄壁件，材料彈簧鋼，局部特征是兩端分別加工有左限位凸臺[30301]和右限位凸臺[30305]，中部有應力集中腔[30302]；應力集中腔[30302]的中間部位為凸起的紡錘狀，該區域的外表面更易于與油管的內表面相接觸，使壓力盡量集中在該部位，形成局部應力集中區域；應力集中濾波件[303]套于長接頭艙[301]的外部，形成間隙配合，應力集中濾波件[303]有軸向移動和軸向回轉兩個自由度，具有機械濾除軸向力和扭矩而只承受徑向力的濾波功能，使抽油桿所承受的軸向力和扭矩無法傳遞至應力集中濾波件；通過在長接頭艙[301]密封槽內安裝環形密封件[302]，使應力集中濾波件[303]在突出部位的內部形成密閉空腔，密閉空腔內壁為徑向力敏感區域，在應力集中腔的內壁貼有多組耐高溫電阻應變片，構成橋式測量電路[30409]，感知應力集中濾波件[303]突出部位受力的變化，橋路的組數于應力集中濾波件[303]突出部位最大內徑的大小相適應；在應力集中腔[30302]的內表面涂有隔熱層；

（4）一套微電測量控制系統[304]，包含FPGA控制器[30401]、大容量蓄電池[30403]、大容量FLASH存儲器[30404]、信號調理電路[30408]、電源控制電路[30408]、A/D轉換[30407]、徑向力測量橋式電路[30409]和軸向力與扭矩測量橋式電路[304010]。