CN204804816U - 一种油田钻机安全综合参数仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油田钻机安全综合参数仪，其包括采集器单元以及电连接于所述采集单元的司钻显示台、输出设备和电源；所述综合参数仪还集成有指重测量单元、转盘扭矩测量单元、立管压力测量单元、吊钳扭矩测量单元、转盘转速及泵冲速测量单元、深度测量单元、泥浆回流及泥浆罐体积测量单元、硫化氢及全烃气体检测单元、游车位置传感器。本实用新型结构设计合理、紧凑，集多个传感器于一体，使用稳定、可靠，采集、记录精确，能够准确监测钻井内的全烃和硫化氢气体，不仅能够有效避免资源浪费，而且也能保证整个钻井过程的安全。

Description

一种油田钻机安全综合参数仪

技术领域

本实用新型涉及石油机械技术领域，尤其涉及一种油田钻机安全综合参数仪。

背景技术

SZJ-I型钻（修）井多参数仪是我公司为配套钻机、修井机研制生产的仪表，测量显示钻机或修井机在作业过程中大钩悬重、钻压、转盘扭矩、立管压力、吊钳扭矩、动力钳扭矩、转盘转速、1#、2#及3#泥浆泵冲速、泥浆泵累计泵冲数、泥浆入口排量、泥浆总注入量、泥浆回流、1#．9#泥浆罐体积或液面、总泥浆罐体积、全烃含量、硫化氢含量、游车位置、井深、吨，公里等参数的变化情况，帮助司钻掌握钻机的工作状态。SZJ型钻（修）井多参数仪在设计过程中，结合国内钻（修）机的特点和用户的使用要求，着重于以实用性、先进性、可靠性、易用性和安全性为主，贯彻了标准化、系列化、积木化的原则，采用机电结合和国际上先进的微处理技术进行设计，可将所有参数灵活组合配置成各种仪表，既可用室内电脑进行记录、显示和绘图，也可用常规指重表记录仪。另根据用户需要可增加游车防碰功能。

在近几年的发展过程中，该系列产品从***组成上可分为普通型、集散型、总线型三种，总线型采用CAN总线组成，详见另外单独说明书介绍。

普通型用于3-7参数多参仪，不采用计算机进行记录，整套***包括司钻仅表显示台、各种传感器及安装电缆和液压管线等，指重、转盘扭矩、吊钳扭矩、立管压力采用液压表盘指示，转盘转速、泥浆泵冲速等电量参数采用1寸或2／3寸低温背光液晶显示。同时，传统的参数仪运行的稳定性和可靠性一般，因此整个检测精度和准确性偏差；传统的油田钻机参数仪功能有限，钻井内的全烃和硫化氢气体不能进行准确监测，因此，很容易造成资源浪费，也会给整个钻井过程带来安全隐患。

上述可知，有必要对现有技术作进一步改进。

发明内容

针对以上问题，本实用新型提出一种结构设计合理、紧凑，集多个传感器于一体，使用稳定、可靠，采集、记录精确，能够准确监测钻井内的全烃和硫化氢气体，不仅能够有效避免资源浪费，而且也能保证整个钻井过程的安全的油田钻机安全综合参数仪。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

上述的油田钻机安全综合参数仪，包括采集器单元以及电连接于所述采集单元的司钻显示台和输出设备；所述综合参数仪还集成有指重测量单元、转盘扭矩测量单元、立管压力测量单元、吊钳扭矩测量单元、转盘转速及泵冲速测量单元、深度测量单元、泥浆回流及泥浆罐体积测量单元、硫化氢及全烃气体检测单元、游车位置传感器；所述指重测量单元包括指重传感器；所述指重传感器通过液压管线线连接于所述司钻显示台；所述转盘扭矩测量单元包括机械式转盘扭矩传感器和霍尔式转盘扭矩传感器；所述机械式转盘扭矩传感器通过液压管线连接于所述司钻显示台，并通过电缆连接于所述采集器单元对应的采集器；所述霍尔式转盘扭矩传感器与所述采集器单元对应的采集器电连接；所述立管压力测量单元包括立管压力传感器，所述立管压力传感器通过液压管线连接于所述司钻显示台；所述吊钳扭矩测量单元包括吊钳扭矩传感器，所述吊钳扭矩传感器通过液压管线连接于所述司钻显示台；所述转盘转速及泵冲速测量单元包括转盘转速传感器和1-3#泵冲速传感器；所述转盘转速传感器和1-3#泵冲速传感器均通过电缆连接于所述采集器单元对应的采集器；所述深度测量单元包括深度传感器；所述深度传感器通过电缆连接于所述采集器单元对应的采集器；所述泥浆回流及泥浆罐体积测量单元包括泥浆回流传感器和1-9#泥浆罐体积传感器；所述泥浆回流传感器和1-9#泥浆罐体积传感器均通过电缆连接于所述采集器单元对应的采集器；所述硫化氢及全烃气体检测单元包括全烃传感器和硫化氢传感器；所述全烃传感器和硫化氢传感器均通过电缆连接于所述采集器单元对应的采集器；所述游车位置传感器与所述采集器单元对应的采集器电连接。

所述油田钻机安全综合参数仪，其中：所述司钻显示台集成有压力变送器组、指重表显示表盘、吊钳扭矩显示表盘、立管压力显示表盘、转盘扭矩显示表盘和液晶显示屏；所述压力变送器组是由多个压力变送器集成且还连接有变送器转接盒。

所述油田钻机安全综合参数仪，其中：所述指重传感器一端通过液压管线配以四通接头分别连接所述压力变送器组对应的压力变送器以及所述指重表显示表盘，并通过所述变送器转接盒连接至所述采集器单元对应的采集器。

所述油田钻机安全综合参数仪，其中：所述机械式转盘扭矩传感器通过液压管线配以三通接头分别连接所述压力变送器组对应的压力变送器以及所述转盘扭矩显示表盘，并通过所述变送器转接盒连接至所述采集器单元对应的采集器。

所述油田钻机安全综合参数仪，其中：所述立管压力传感器通过液压管线配以三通接头分别连接所述压力变送器组对应的压力变送器以及所述立管压力显示表盘，并通过所述变送器转接盒连接至所述采集器单元对应的采集器。

所述油田钻机安全综合参数仪，其中：所述吊钳扭矩传感器通过液压管线配以三通接头分别连接所述压力变送器组对应的压力变送器以及所述吊钳扭矩显示表盘，并通过所述变送器转接盒连接至所述采集器单元对应的采集器。

所述油田钻机安全综合参数仪，其中：所述转盘转速传感器091和1-3#泵冲速传感器均连接有接近式感应开关，所述接近式感应开关通过四芯插座连接至所述采集器单元对应的采集器。

所述油田钻机安全综合参数仪，其中：所述深度传感器集成有接近开关A和接近开关B，所述接近开关A和接近开关B均连接有传感器7芯插座并通过所述传感器7芯插座连接至所述采集器单元对应的采集器。

所述油田钻机安全综合参数仪，其中：所述泥浆回流传感器和1-9#泥浆罐体积传感器均通过四芯插座连接至所述采集器单元中对应的采集器。

所述油田钻机安全综合参数仪，其中：所述采集器单元由220V稳压电源供电且集成有电源模块、隔离栅、预处理板和采集板；所述输出设备包括通讯转接盒、计算机终端和打印机；所述通讯转接盒一端电连接所述采集器单元，另一端电连接所述计算机终端和220V电源；所述计算机终端一端连接电源，另一端连接所述打印机。

有益效果：

本实用新型油田钻机安全综合参数仪结构设计合理、紧凑，集多个传感器于一体，具有多功能，使用范围广等特点；尤其，在原有的参数仪基础上又增设了硫化氢及全烃气体检测单元的全烃传感器和硫化氢传感器，不仅功能更加齐全，而且能够准确监测钻井内的全烃和硫化氢气体，不仅能够有效避免资源浪费，而且也能保证整个钻井过程的安全，同时，通过游车位置传感器能准确定位，保证了参数仪在使用过程中的稳定性和可靠性，采集、记录更加精确；采用计算机进行采集、记录，整套***可以分别在司钻显示台、输出设备实时显示用户要求的所有参数的工程值；司钻显示台安放在钻台上，表盘通过液晶显示屏显示，供司钻实时观测；采集器单元安装在钻台偏房内，负责采集处理各种数据；输出设备的计算机终端通过一根150米左右（最长可达1000米）的电缆和采集器单元相连，在计算机终端上以表盘、数字、曲线实时显示，并可以存储、打印、查询；为现场优化钻井、故障判断和排除提供依据。

附图说明

图1为本实用新型油田钻机安全综合参数仪的结构框图；

图2为本实用新型油田钻机安全综合参数仪的结构原理图；

图3为本实用新型油田钻机安全综合参数仪的采集器单元的结构示意图；

图4为本实用新型油田钻机安全综合参数仪的指重测量单元的结构连线图；

图5为本实用新型油田钻机安全综合参数仪的转盘扭矩测量单元的结构连线图；

图6为本实用新型油田钻机安全综合参数仪的立管压力测量单元的结构连线图；

图7为本实用新型油田钻机安全综合参数仪的吊钳扭矩测量单元的结构连线图；

图8为本实用新型油田钻机安全综合参数仪的转盘转速及泵冲速测量单元的结构连线图；

图9为本实用新型油田钻机安全综合参数仪的深度测量单元的结构连线图；

图10为本实用新型油田钻机安全综合参数仪的泥浆回流及泥浆罐体积测量单元的结构连线图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型油田钻机安全综合参数仪，集成有采集器单元01、司钻显示台02、输出设备03、电源04、指重测量单元05、转盘扭矩测量单元06、立管压力测量单元07、吊钳扭矩测量单元08、转盘转速及泵冲速测量单元09、深度测量单元10、泥浆回流及泥浆罐体积测量单元11、硫化氢及全烃气体检测单元12、游车位置传感器13。

如图3所示，该采集器单元01是整个综合参数仪的核心，其是由电源模块、隔离栅、预处理板和采集板连接组成；其中，该采集器单元01是装设于一个密封限制呼吸防爆不锈钢箱体内。

该司钻显示台02电连接于采集器单元01，其集成有压力变送器组021、指重表显示表盘022、吊钳扭矩显示表盘023、立管压力显示表盘024、转盘扭矩显示表盘025和液晶显示屏026；该液晶显示屏026可采用15寸触摸屏；其中，该压力变送器组021是由多个压力变送器集成，且还连接有变送器转接盒027。

该输出设备03电连接于该采集器单元01，其包括通讯转接盒031、计算机终端032和打印机033；其中，该通讯转接盒031一端连接采集器单元01，另一端连接计算机终端032和220V电源；该计算机终端032一端连接电源04，另一端连接打印机033。

该电源04采用的是220V稳压电源，其为采集器单元01供电。

如图4所示，该指重测量单元05连接于该司钻显示台02，其包括指重传感器051；其中，该指重传感器051一端通过10MPa液压管线配以四通接头分别连接司钻显示台02中压力变送器组021对应的压力变送器以及指重表显示表盘022（由常规指重表记录和重量指示仪组成），并通过压力变送器组021的变送器转接盒027电连接至采集器单元01对应的采集器。

如图5所示，该转盘扭矩测量单元06连接于该司钻显示台02，其包括机械式转盘扭矩传感器061和霍尔式转盘扭矩传感器062；该机械式转盘扭矩传感器061通过10MPa液压管线配以三通接头分别连接司钻显示台02的压力变送器组021中对应的压力变送器以及转盘扭矩显示表盘025，并通过压力变送器组021的变送器转接盒027电连接至采集器单元01对应的采集器；该霍尔式转盘扭矩传感器062与采集器单元01对应的采集器电连接。

如图6所示，该立管压力测量单元07连接于该司钻显示台02，其包括立管压力传感器071；其中，该立管压力传感器071通过40MPa液压管线配以三通接头分别连接司钻显示台02的压力变送器组021中对应的压力变送器以及立管压力显示表盘024，并通过压力变送器组021的变送器转接盒027电连接至采集器单元01对应的采集器。

如图7所示，该吊钳扭矩测量单元08连接于该司钻显示台02，其包括吊钳扭矩传感器081；其中，该吊钳扭矩传感器081通过40MPa液压管线配以三通接头分别连接司钻显示台02的压力变送器组021中对应的压力变送器以及吊钳扭矩显示表盘023，并通过压力变送器组021的变送器转接盒027电连接至采集器单元01对应的采集器。

如图8所示，该转盘转速及泵冲速测量单元09电连接于该采集器单元01，其包括转盘转速传感器091和1-3#泵冲速传感器092；其中，该转盘转速传感器091和1-3#泵冲速传感器092均连接有接近式感应开关093，该接近式感应开关093连接四芯插座094并通过四芯插座094连接至采集器单元01对应的采集器。

如图9所示，该深度测量单元10电连接于该采集器单元01，其包括深度传感器101；其中，该深度传感器101集成有接近开关A和接近开关B，该接近开关A和接近开关B均连接有传感器7芯插座102并通过传感器7芯插座连接至采集器单元01的7芯插座。

如图10所示，该泥浆回流及泥浆罐体积测量单元11电连接于该采集器单元01，其包括泥浆回流传感器111和1-9#泥浆罐体积传感器112；其中，该泥浆回流传感器111和1-9#泥浆罐体积传感器112均通过四芯插座连接至采集器单元01中对应的采集器。

该硫化氢及全烃气体检测单元12电连接于该采集器单元01，其包括全烃传感器211和硫化氢传感器212；该全烃传感器211和硫化氢传感器212均通过电缆连接于采集器单元01中对应的采集器。

该游车位置传感器13与采集器单元01对应的采集器电连接。

本实用新型油田钻机安全综合参数仪结构设计合理、紧凑，集多个测量单元和传感器于一体，使用稳定、可靠，采集、记录精确，适于推广与应用。

Claims (10)

1.一种油田钻机安全综合参数仪，包括采集器单元以及电连接于所述采集单元的司钻显示台和输出设备；其特征在于：所述综合参数仪还集成有指重测量单元、转盘扭矩测量单元、立管压力测量单元、吊钳扭矩测量单元、转盘转速及泵冲速测量单元、深度测量单元、泥浆回流及泥浆罐体积测量单元、硫化氢及全烃气体检测单元、游车位置传感器；

所述指重测量单元包括指重传感器；所述指重传感器通过液压管线线连接于所述司钻显示台；

所述转盘扭矩测量单元包括机械式转盘扭矩传感器和霍尔式转盘扭矩传感器；所述机械式转盘扭矩传感器通过液压管线连接于所述司钻显示台，并通过电缆连接于所述采集器单元对应的采集器；所述霍尔式转盘扭矩传感器与所述采集器单元对应的采集器电连接；

所述立管压力测量单元包括立管压力传感器，所述立管压力传感器通过液压管线连接于所述司钻显示台；

所述吊钳扭矩测量单元包括吊钳扭矩传感器，所述吊钳扭矩传感器通过液压管线连接于所述司钻显示台；

所述转盘转速及泵冲速测量单元包括转盘转速传感器和1-3#泵冲速传感器；所述转盘转速传感器和1-3#泵冲速传感器均通过电缆连接于所述采集器单元对应的采集器；

所述深度测量单元包括深度传感器；所述深度传感器通过电缆连接于所述采集器单元对应的采集器；

所述泥浆回流及泥浆罐体积测量单元包括泥浆回流传感器和1-9#泥浆罐体积传感器；所述泥浆回流传感器和1-9#泥浆罐体积传感器均通过电缆连接于所述采集器单元对应的采集器；

所述硫化氢及全烃气体检测单元包括全烃传感器和硫化氢传感器；所述全烃传感器和硫化氢传感器均通过电缆连接于所述采集器单元对应的采集器；

所述游车位置传感器与所述采集器单元对应的采集器电连接。

2.如权利要求1所述的油田钻机安全综合参数仪，其特征在于：所述司钻显示台集成有压力变送器组、指重表显示表盘、吊钳扭矩显示表盘、立管压力显示表盘、转盘扭矩显示表盘和液晶显示屏；所述压力变送器组是由多个压力变送器集成且还连接有变送器转接盒。

3.如权利要求2所述的油田钻机安全综合参数仪，其特征在于：所述指重传感器一端通过液压管线配以四通接头分别连接所述压力变送器组对应的压力变送器以及所述指重表显示表盘，并通过所述变送器转接盒连接至所述采集器单元对应的采集器。

4.如权利要求2所述的油田钻机安全综合参数仪，其特征在于：所述机械式转盘扭矩传感器通过液压管线配以三通接头分别连接所述压力变送器组对应的压力变送器以及所述转盘扭矩显示表盘，并通过所述变送器转接盒连接至所述采集器单元对应的采集器。

5.如权利要求2所述的油田钻机安全综合参数仪，其特征在于：所述立管压力传感器通过液压管线配以三通接头分别连接所述压力变送器组对应的压力变送器以及所述立管压力显示表盘，并通过所述变送器转接盒连接至所述采集器单元对应的采集器。

6.如权利要求2所述的油田钻机安全综合参数仪，其特征在于：所述吊钳扭矩传感器通过液压管线配以三通接头分别连接所述压力变送器组对应的压力变送器以及所述吊钳扭矩显示表盘，并通过所述变送器转接盒连接至所述采集器单元对应的采集器。

7.如权利要求1所述的油田钻机安全综合参数仪，其特征在于：所述转盘转速传感器091和1-3#泵冲速传感器均连接有接近式感应开关，所述接近式感应开关通过四芯插座连接至所述采集器单元对应的采集器。

8.如权利要求1所述的油田钻机安全综合参数仪，其特征在于：所述深度传感器集成有接近开关A和接近开关B，所述接近开关A和接近开关B均连接有传感器7芯插座并通过所述传感器7芯插座连接至所述采集器单元对应的采集器。

9.如权利要求1所述的油田钻机安全综合参数仪，其特征在于：所述泥浆回流传感器和1-9#泥浆罐体积传感器均通过四芯插座连接至所述采集器单元中对应的采集器。

10.如权利要求1所述的油田钻机安全综合参数仪，其特征在于：所述采集器单元由220V稳压电源供电且集成有电源模块、隔离栅、预处理板和采集板；

所述输出设备包括通讯转接盒、计算机终端和打印机；所述通讯转接盒一端电连接所述采集器单元，另一端电连接所述计算机终端和220V电源；所述计算机终端一端连接电源，另一端连接所述打印机。