一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置

本技术涉及油井杆管侧向力测试，尤其涉及一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置。

背景技术：

1、有杆泵采油是世界上传统的采油方式，在采油行业一直居于主导地位。随着油田开始二次开采、三次开采，使得井下情况越来越复杂，偏磨问题日渐严重，存在偏磨问题的采油井占总井数的四分之一以上，严重影响油田的生产、增加油田的运营成本。

2、目前对于杆管偏磨问题的诊断，主要通过理论计算方法得出。由于井下工况复杂，对侧向力的影响因素难以考虑全面，缺乏实际数据验证，对于该方式得出的结果很难探究其是否准确。

3、为解决上述技术问题，本申请提出一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置，以解决上述技术问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置，包括包括上接头、测试装置基体、无线通讯供电模块、环形拼接支撑结构、非金属密封护套、检测部件、微型称重传感器、金属密封护套、下接头，还包括了与检测部件及无线通讯供电模块相连的硬件电路系统；

3、所述微型称重传感器安装在检测部件上，且所述检测部件和微型称重传感器均内置于测试装置基体中；

4、所述无线通讯供电模块安装于环形拼接支撑结构中，放置于测试装置基体与非金属密封护套之间；

5、所述上接头和下接头分别螺纹连接在测试装置基体两端。

6、优选的，所述无线通讯供电模块的支撑结构和非金属密封护套均由peek材料加工制成，且所述无线通讯供电模块的支撑结构内部设有感应线圈和发射天线，电磁感应线圈和发射天线配合硬件电路系统实现无线通讯功能及无线供电功能。

7、优选的，环形拼接支撑结构由电路舱、电池舱、无线通讯供电模块三部分组成，电路舱和电池舱由45号钢加工制成，用于放置硬件电路系统，在内部设计线槽便于各电路间连接。

8、优选的，所述微型称重传感器为四棱柱结构，所述微型称重传感器四个棱面上粘贴温度自补偿应变片，两片横向粘贴、两片纵向粘贴，组成应变桥路。

9、优选的，所述硬件电路系统包括用于侧向力测量的信号检测电路、信号放大滤波电路、主控电路，用于井下数据存储的存储电路，用于井下供电的电池模块、整流稳压/分压电路，用于地面供电的无线供电电路，用于上位机通讯的蓝牙通讯电路，电池模块电量检测电路。

10、优选的，所述无线供电电路包括感应线圈、整流稳压/分压电路、继电开关、电池模块；

11、通过上位机发送控制指令，控制继电开关切换电池模块和感应线圈两种供电模式。

12、优选的，所述电池模块电量检测电路包括放大电路、rc滤波电路、采集切换电路；

13、通过采集切换电路切换电池模块的工作状态和断开状态，对电池模块的工作电压、开路电压进行检测，经过放大滤波电路后传入控制芯片存储。

14、与相关技术相比较，本实用新型提供的一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置具有如下有益效果：

15、1、该实用新型，在装置内部设计蓝牙通讯功能，使装置无需拆装可实现控制指令的接收、数据传输，使测试装置更便于油田现场使用。

16、2、该实用新型，在装置中设计无线供电电路及电池模块电压检测电路，在地面对测试装置进行无线供电节省电池模块电量，检测电池模块剩余电量，以延长测试装置工作时长，提高检测的工作效率。

技术特征：

1.一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置，其特征在于，包括上接头(1)、测试装置基体(2)、无线通讯供电模块(3)、环形拼接支撑结构(4)、非金属密封护套(5)、检测部件(6)、微型称重传感器(7)、金属密封护套(8)、下接头(9)，还包括了与检测部件(6)及无线通讯供电模块(3)相连的硬件电路系统；

2.根据权利要求1所述的一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置，其特征在于，所述无线通讯供电模块(3)的支撑结构和非金属密封护套(5)均由peek材料加工制成，且所述无线通讯供电模块(3)的支撑结构内部设有感应线圈和发射天线，电磁感应线圈和发射天线配合硬件电路系统实现无线通讯功能及无线供电功能。

3.根据权利要求1所述的一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置，其特征在于，环形拼接支撑结构(4)由电路舱(10)、电池舱(11)、无线通讯供电模块(3)三部分组成，电路舱(10)和电池舱(11)由45号钢加工制成，用于放置硬件电路系统，在内部设计线槽便于各电路间连接。

4.根据权利要求1所述的一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置，其特征在于，所述微型称重传感器(7)为四棱柱结构，所述微型称重传感器(7)四个棱面上粘贴温度自补偿应变片，两片横向粘贴、两片纵向粘贴，组成应变桥路。

5.根据权利要求1所述的一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置，其特征在于，所述硬件电路系统包括用于侧向力测量的信号检测电路(13)、信号放大滤波电路(14)、主控电路(12)，用于井下数据存储的存储电路(15)，用于井下供电的电池模块(18)、整流稳压/分压电路(20)，用于地面供电的无线供电电路，用于上位机通讯的蓝牙通讯电路，电池模块电量检测电路。

6.根据权利要求5所述的一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置，其特征在于，所述无线供电电路包括感应线圈(21)、整流稳压/分压电路(20)、继电开关(19)、电池模块(18)；

7.根据权利要求5所述的一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置，其特征在于，所述电池模块电量检测电路包括放大电路、rc滤波电路、采集切换电路；

技术总结本技术公开了一种具有无线通信和供电功能的油井杆管侧向力测试装置，涉及油井杆管侧向力测试技术领域，包括了上接头、测试装置基体、无线通讯供电模块、环形拼接支撑结构、非金属密封护套、检测部件、微型称重传感器、金属密封护套、下接头、还包括了与检测部件及无线通讯供电模块相连的硬件电路系统。该装置设计有电池模块、无线供电两种供电方式。该装置在井下通过电池模块进行供电，采集侧向力数据并进行存储；感应线圈与发射天线安装于无线通讯供电模块中，在地面通过感应线圈透过非金属密封护套对测试装置其他电路进行无线供电，并对电池模块电量进行检测，通过蓝牙通讯电路与上位机建立无线通信，接收控制指令、传输测试数据。技术研发人员：刘宝,刁晓晖,徐越受保护的技术使用者：中国石油大学（华东）技术研发日：20231110技术公布日：2024/6/26