修井作业中油管长度的检测.pdf

机械设计与制造
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Machinery Design & Manufacture
2015年3月
修井作业中油管长度的检测
金嘉琦,席晓伟,王显荣
(沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳110870
摘要:环形防喷器是在带压作业中实现高温高压的关键部件。油管上提或下降时,需对管箍位置进行检测。针对油
田修井作业所需,设计了一种光栅检測的连续油管长度在线测量系统。系统采用光栅作为油管长度测量的传感器,
用51单片机构成測量控制系统核心,根据实际需要设计了硬件电路并编写了软件程序,准确測量下井油管的单根
长度和总体长度,此技术可延长环形防喷器寿命,节约成本,为修井作业时管箍及油管位置的判断及井口数据提供
据。
关鍵词:油管测量;光栅;单片机;信号处理
中图分类号:TH6;TP23文献标识码:A文章编号:1001-3997(2015)03-0062-03
Tubing Length Measurement in Work over Operation
JIN Ji
XI Xi
WANG Xia
ng
College of Mechanical Engineering, Shenyang University of Technology, Liaoning Shenyang 110870, China
Abstract: Annular blow out prevent or (BOP )is a key component, achieing en with re, hich insulates the
high temperature and pressure of the well. When the pipe is promoted or pulled down, the pipe hoop passes the annular BOP
It is necessary to detect pipe hoop. In order to offer the needed for oil petroleum exploitation, an on-tine length measuring
s ystem for continuous oil pipeline is designed based on the grating detection The tubing length is measured according to a
pair of grating pair, and 51 microcontroller programming is applied for fective counter, and the da is processed. The
hardware circuit and sofware program wre designed. Tubing joint length and overall can be knew. This technique can extend
the working life of the rubber core of anu BOP. he research results can prowide some heoretical foundation for the place
of coupling and the data of wells mouth.
Key Words: Tubing Measurement; Grating; Sinle Chip Microcomputer; Signal Processing
井作业机机械结构由井架系统、强制起下系统及桁架等部分组
对于高温高压油井的修井作业,环形防喷器是防止井喷的成;测量系统主要包括视频摄像头及处理电路、光栅传感器及长
关键部件。在提升或下放管柱时,环形防喷器处于闭合状态,当有度位置测量电路、控制电路等。
管箍通过时,环形防喷器的胶芯处于张开状态,否则,就会损坏胶
芯。若一个环形防喷器胶芯张开,另一个则必处于闭合状态。因
此,准确的确定管箍的具体位置及测量单根油管的长度和总体长
度一直是修井作业关注的问题。我国已投入相当大的精力进行相
箍
关检测,目前用于检测管箍位置的方法主要有涡流检测法、磁通
检测法等。在自行设计的不压井修井作业机的基础上,设计开发
了本测量系统,可得到单根油管的长度,确定管箍的貝体位置,为
修井作业时,环形防喷器的开闭、液压大钳相对管箍的位置及井
数据提供依据。这种方法测量油管的长度具有测量精度高,减
井架及强制起下系统
轻劳动强度,提高生产效率和经济效益等优点
2系统组成原理
图1单片机光栅油管长度测量系统的总体结构
Fig. 1 The Overall Structure of the Microcontroller
单片机光栅油管长度测量系统的总体结构,如图1所示。修
Grating Tubing Length Measuring System
来稿日期:2014-09-21
基金项目:车载式蒸汽机驱注高温不压并修井作业机关键技术研究(2013020087-301)
作者简介:金嘉琦,(1955-),男,辽宁沈阳人,博十研究生,教授,主要研究方向:精密加工与精密测量的理论与技术研究