[发明专利]油田管杆超声波长度测量系统

权利要求书

1.一种油田管杆超声波长度测量系统，其特征在于：该测量系统包括，主控机、头部副机和尾部副机，所述的头部副机和尾部副机分别通过电缆与主控机连接，头部副机和尾部副机间隔设置在输送设备的两端，测量时，人工将管桥架上的管杆滚入输送设备的钩子上，由钩子将管杆举升至测量位置，等待管杆稳定不再抖动后，由头部副机和尾部副机的超声波测距传感器同时测量，所述头部副机的超声波测距传感器测出头部副机到管杆头之间的距离，尾部副机的超声波测距传感器测出尾部副机到管杆尾之间的距离，再由尾部副机的激光测距传感器测出头部副机与尾部副机之间的距离，测出的数据由头部副机和尾部副机分别通过串口方式传输给主控机，由主控机进行相应处理、读取数据后，计算出管杆的有效长度；

管杆的有效长度为：L﹦A﹣T﹣W﹣S±Z；

其中，A为头部副机与尾部副机之间距离的数值，T为头部副机到管杆头之间距离的数值，W为尾部副机到管杆尾之间距离的数值，S为管杆尾部公丝扣的长度数值，Z为误差值；

所述的主控机分为手动模式和自动模式，主控机包括，防爆机箱、单片机、液晶触屏、指示灯、扬声器、存储芯片、电路板、遥控模块及供电锂电池，所述的自动模式设定了管杆停稳的延迟时间，延迟时间到后再自动进行测量，测量时，由主控机的单片机向头部副机和尾部副机发出测量信号，通过头部副机和尾部副机对管杆进行测量操作，测量完成后通过主控机的单片机接收头部副机和尾部副机发送的测量数据，并将接收到的测量数据经过程序过滤和筛选处理后，保存在存储芯片中，同时将这些数据信息通过液晶触屏显示出来；在自动模式下，头部副机的超声波测距传感器和尾部副机的超声波测距传感器在发现管杆时指示灯为黄灯，测量管杆完成后黄灯变绿，管杆离开后绿灯灭。

2.根据权利要求1所述的一种油田管杆超声波长度测量系统，其特征在于：所述计算出的管杆有效长度并非管杆实际的物理长度，在实际生产作业中，由于管杆是一根一根串联入井，需要知道在井中下入管杆串的下井深度，即每根管杆的有效长度之和，在地面测量的每根管杆长度需与井内串联管杆的有效长度一致，因管杆在串联时，管杆尾端的公丝扣会旋入另一根管杆的母丝扣内，那么在测量出每根管杆的物理长度后，需减去管杆尾部公丝扣的长度。

3.根据权利要求1所述的一种油田管杆超声波长度测量系统，其特征在于：在测量管杆长度时，因环境、设备、装配因素的影响，测量值会与标准值有很小的误差，偏小或偏大1-3mm，计算时，根据经验或测量对比校正来确定，进而消除上述因素影响的测量误差。

4.根据权利要求1所述的一种油田管杆超声波长度测量系统，其特征在于：所述的头部副机由RS485电缆提供12V电源，头部副机包括，机箱以及装设在机箱内的超声波测距传感器和电路板，机箱由机架提供离地支撑，放置在待测管杆头部1.5米左右的位置，超声波测距传感器与电路板电性连接，通过电路板上的RS485模块接收主控机发出的超声波指令，由电路板上的单片机在串口发现并中断指令后，控制超声波测距传感器发出声波，超声波测距传感器将测量的数据发送给电路板上的单片机，由单片机将超声波测距传感器测量的多个数据通过串口方式发送给主控机，由主控机读取数据。

5.根据权利要求1所述的一种油田管杆超声波长度测量系统，其特征在于：所述的尾部副机由RS232电缆提供12V电源，尾部副机包括，机箱以及装设在机箱内的超声波测距传感器、激光测距传感器和电路板，机箱由机架提供离地支撑，放置在待测管杆尾部1.5米左右的位置，超声波测距传感器和激光测距传感器分别与电路板电性连接，通过电路板上的RS232模块接收主控机发出的超声波指令，由电路板上的单片机在串口发现并中断指令后，控制超声波测距传感器发出声波，超声波测距传感器将测量的数据发送给电路板上的单片机，由单片机将超声波测距传感器测量的多个数据通过串口方式发送给主控机，由主控机读取数据；

通过电路板上的RS232模块接收主控机发出的激光指令，由电路板上的单片机在串口发现并中断指令后，控制激光测距传感器发出激光，激光测距传感器将测量的数据发送给电路板上的单片机，由单片机将激光测距传感器测量的多个数据通过串口方式发送给主控机，由主控机读取数据。