一種抽油杆測長儀的製作方法
2023-12-11 23:13:57 1
一種抽油杆測長儀的製作方法
【專利摘要】本發明是關於一種抽油杆測長儀，所述的抽油杆測長儀包括：第一超聲波換能器，設置在所述抽油杆的一端，用於產生超聲波；發射驅動電路，與所述的第一超聲波換能器相連，用於驅動所述的第一超聲波換能器產生超聲波；第二超聲波換能器，用於接收超聲波；接收調理電路，與所述的第二超聲波換能器相連，用於對所述第二超聲波換能器接收到的超聲波進行調理；數據處理單元，與所述的發射驅動電路和接收調理電路相連，用於根據超聲波的傳播速度和傳播時間計算抽油杆長度。所述測長儀可以通過特定的長度選擇模塊、材料選擇模塊、溫度補償模塊排除幹擾；可實現實時編程，數據存儲、累加、計算、以及測量數據的實時傳輸。
【專利說明】一種抽油杆測長儀
【技術領域】
[0001]本發明是關於石油勘探開發【技術領域】，尤其是關於抽油杆測量【技術領域】，具體來說是關於一種抽油杆測長儀。
【背景技術】
[0002]在我國各油田工作現場，需對抽油杆長度進行測量，從而進行配管柱工作。目前，通常是使用鋼捲尺、計算器、記錄本、數據表、筆由3人經重複測量、記錄以及進行人工累計、人工填報數據表等過程來完成抽油杆長度的測量工作。這種原始的測量方法，不僅存在測量工作量大、數據處理大、費工、費時，精度低等缺點，而且只能對抽油杆進行單杆測量，對於堆放的抽油杆，必須將抽油杆進行平鋪，然後進行單杆測量，無法快速批量的測量。對於堆放的抽油杆則無法進行測量。
【發明內容】
[0003]為了克服現有抽油杆長度測量方法的不足，本發明提供一種抽油杆測長儀。
[0004]本發明提供一種抽油杆測長儀，所述的抽油杆測長儀包括:第一超聲波換能器，設置在所述抽油杆的一端，用於產生超聲波；發射驅動電路，與所述的第一超聲波換能器相連，用於驅動所述的第一超聲波換能器產生超聲波；第二超聲波換能器，用於接收超聲波；接收調理電路，與所述的第二超聲波換能器相連，用於對所述第二超聲波換能器接收到的超聲波進行調理；數據處理單元，與所述的發射驅動電路和接收調理電路相連，用於根據超聲波的傳播速度和傳播時間計算抽油杆長度。
[0005]本發明提供的抽油杆測長儀使用快捷方便、數據處理快、精度高、可靠性高，並且對於堆放的抽油杆可以在其一個端面快速測量出其長度，無需搬動堆放的抽油杆，可以對堆放的大批抽油杆進行測量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0007]圖1是本發明實施例提供的一種抽油杆測長儀100的結構圖。
[0008]圖2所示是本發明的一實施例提供的發射驅動電路102的電路圖。
[0009]圖3所示是本發明的一實施例提供的接收調理電路104的電路圖。
[0010]圖4所示是本發明的一實施例提供的帶通濾波模塊302的電路圖。
[0011]圖5所示是本發明的一實施例提供的電平控制模塊303的電路圖。
[0012]圖6所示是本發明的一實施例提供的數據處理單元105的框圖。【具體實施方式】
[0013]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施方式和附圖，對本發明做進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實施方式及其說明用於解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。
[0014]本發明實施例提供一種抽油杆測長儀，以下結合附圖對本發明進行詳細說明。
[0015]圖1是本發明實施例提供的一種抽油杆測長儀100的結構圖，如圖1所示，抽油杆測長儀100包括:第一超聲波換能器101、發射驅動電路102、第二超聲波換能器103、接收調理電路104，數據處理單元105和耦合層106，其中:
[0016]第一超聲波換能器101,設置在所述抽油杆的一端,用於產生超聲波。
[0017]在本發明實施例中，第一超聲波換能器101通過一超聲波探頭產生超聲波,超聲波探頭可以是一高性能超聲波探頭，可以發射5MHZ的超聲波，發射功率大、性能優良，並且能實現回波檢測，超聲波探頭採用接口式工作方式，可以即插即用。
[0018]發射驅動電路102，與所述的第一超聲波換能器101相連，用於驅動所述的第一超聲波換能器101產生超聲波。
[0019]在本發明實施例中，發射驅動電路102是(驅動電路更換為一下電路)發射驅動電路102是一窄脈衝、短餘響脈衝發射電路，可以驅動101發射5MHz的超聲波，圖2所示是本發明的一實施提供的發射驅動電路102的電路圖，圖2所示，發射電路102包括三極體Bh、862』(；3，二極體01、02、03、04，電感1^、1^以及若干電阻，其中H R3為可調電阻。主要工作原理如下:從主控器(單片機)來的正脈衝信號經過兩條通路施加到換能器上。一條是經過BG2倒相放大成為負脈衝，立即通過D1加到換能器上，使它開始作固有高頻諧振震蕩。另一條是先經過由電感L1和L2`變容二極體D3、D4所組成的微調延遲電路，使脈衝信號延遲一段時間，然後經過BG1倒相放大，經過D2加到換能器上，使它在原來振動的基礎上增加一振動，調節可調電阻Rp R2可以改變兩脈衝信號的相對強弱，調節R2使變容二極體D3和D4上的反相電壓改變。這樣調節幅度與延遲，使兩個振動互相疊加之後，除開始半周期外，其餘部分因振幅相同，相位相反而互相抵消，產生窄脈衝、短餘響的脈衝。
[0020]第二超聲波換能器103，用於接收超聲波。
[0021]在本發明實施例中，第一超聲波換能器101產生的超聲波在抽油杆中傳播到另一端面後產生全反射，形成回波，第二超聲波換能器103通過一超聲波探頭接收反射回的回波，超聲波探頭可以是一高性能超聲波探頭，可以發射5MHZ的超聲波,發射功率大、性能優良，並且能實現回波檢測，超聲波探頭採用接口式工作方式，可以即插即用，為了方便操作和檢測回波，第一超聲波換能器和第二超聲波換能器製作為一體的形式
[0022]接收調理電路104，與所述的第二超聲波換能器103相連，用於對所述第二超聲波換能器103接收到的超聲波進行調理。
[0023]在本發明實施例中，通常第二超聲波換能器103接收到的反射回的回波較為微弱，因此需要接收調理電路104對第二超聲波換能器103接收到的回波進行調理。圖3所示是本發明的一實施例提供的接收調理電路104的電路圖，如圖3所示，接收調理電路104包括:前置放大模塊301、帶通濾波模塊302、電平控制模塊303以及模數轉換模塊304，四者串聯連接，信號依次經過前置放大電路、帶通濾波器、電平控制模塊、A/D模塊。第二超聲波換能器103通過一電容和一電阻與前置放大模塊301串接，前置放大模塊301是由高輸入阻抗的精密儀表放大器AD620構成，施加在第二超聲波換能器103的峰值電壓較大，在前置放大模塊301的輸入端並聯了一對反向的二極體。
[0024]圖4所示是本發明的一實施例提供的帶通濾波模塊302的電路圖，如圖4所示，帶通濾波模塊302包括:包括:運算放大器0P177和RC阻容網絡構成，其輸出與輸入相同，運放正極(3腳)接上拉電阻R4, R1X1，分別構成RC迴路，並接地，C2接運放負極(2腳)並接地拉低為低電平，其中 C1 = C2 = C，R1 = R3 = R4 = R, R2 = 2R。
[0025]其中，濾波器的諧振頻率、品質因數和諧振增益的關係分別力
【權利要求】
1.一種抽油杆測長儀，其特徵在於，所述的抽油杆測長儀包括:第一超聲波換能器、發射驅動電路、第二超聲波換能器、接收調理電路和數據處理單元，其中: 第一超聲波換能器，設置在所述抽油杆的一端，用於產生超聲波； 發射驅動電路，與所述的第一超聲波換能器相連，用於驅動所述的第一超聲波換能器產生超聲波； 第二超聲波換能器，用於接收超聲波； 接收調理電路，與所述的第二超聲波換能器相連，用於對所述第二超聲波換能器接收到的超聲波進行調理； 數據處理單元，與所述的發射驅動電路和接收調理電路相連，用於根據超聲波的傳播速度和傳播時間計算抽油杆長度。
2.根據權利要求1所述的抽油杆測長儀，其特徵在於，所述的第一超聲波換能器通過一超聲波探頭產生超聲波。
3.根據權利要求1所述的抽油杆測長儀，其特徵在於，所述的第二超聲波換能器通過一超聲波探頭接收超聲波。
4.根據權利要求1所述的抽油杆測長儀，其特徵在於，所述的數據處理單元包括: 傳播速度獲取模塊，用於儲存超聲波在各種材料中的傳播速度數據，並根據抽油杆的材料獲取超聲波的傳播速度。
5.根據權利要求1所述的抽油杆測長儀，其特徵在於，所述的數據處理單元包括: 溫度補償模塊，用於檢測環境溫度數據，並根據環境溫度數據對所述的傳播速度進行補償； 溼度補償模塊，用於檢測環境溼度數據，並根據環境溼度數據對所述的傳播速度進行補償。
【文檔編號】G01B17/00GK103791864SQ201210426369
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月30日 優先權日:2012年10月30日
【發明者】張建軍, 朱拾東, 師俊峰, 趙瑞東, 劉猛, 舒勇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司