一种液压卡瓦工况监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及石油钻井机械技术领域，具体涉及一种液压卡瓦工况监控系统。


背景技术：

2.液压卡瓦是钻井过程中起下钻时用于卡住和悬持钻柱、套管柱的工具。现有的内置式液压卡瓦主要包括卡瓦座、卡瓦体以及设置在两者之间的连接体，液压油缸带动连接体朝内倾斜下降，连接体压紧卡瓦体卡持管柱、钻杆等。
3.现有技术中液压卡瓦采用单纯的机械液压控制，通过控制液压泵的开关来实现夹紧和松开控制，在液压卡瓦工作过程中缺乏对其工作状态的实时监控，液压卡瓦零部件出现损坏情况或到达使用寿命之前无法实现有效的预警，导致了钻井过程中的安全隐患。
4.因此，开发一种新型的液压卡瓦工况监控系统十分有必要。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种液压卡瓦工况监控系统，以解决现有技术中液压卡瓦采用单纯机械液压控制，缺乏对工况的实时监控，不能实现有效预警，导致了安全隐患的技术问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
7.一种液压卡瓦工况监控系统，包括：
8.液压卡瓦，所述液压卡瓦包括卡瓦座以及设置在卡瓦座内部的连接体和卡瓦体，所述卡瓦座环面设有上下贯穿的开口，所述开口处通过门销安装有对开的门体，对开的所述门体之间通过连接机构连接为一体，所述连接机构内置有用于检测拉紧力的拉力传感器；
9.液压泵，所述液压泵用于驱动所述连接体压紧所述卡瓦体；
10.电磁阀，所述电磁阀与所述液压泵连接用于控制所述液压泵开关；
11.控制器，所述控制器分别与所述拉力传感器和所述电磁阀电连接，且控制器用于控制所述液压泵工作并记录电磁阀开关次数以及接收和实时监控拉力传感器数据。
12.通过采用上述方案，拉力传感器能够实时监测一对门体之间拉力，并将数据传输给控制器，控制器根据拉力计算得出液压卡瓦承载重量，从而对液压卡瓦的工况进行实时监控，当数据存在异常时即可实现有效预警；另外，控制器通过记录电磁阀开关次数能够得出液压卡瓦的工作次数，为更换卡瓦体、连接体等零件提供数据支持，有效避免安全隐患，同时也有助于在安全范围内最大化利用零件。
13.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
14.进一步的，所述液压卡瓦夹持的工件上设有电子标签，所述卡瓦体上设有用于读写所述电子标签的读写器，所述读写器与所述控制器电连接传输读写数据。
15.通过采用上述方案，卡瓦体上的读写器通过读写工件上的电子标签，能够识别工件并反馈给控制器，控制器根据接收到的数据能够记录工件身份信息，如使用时间等，为钻
具溯源提供数据支撑；另外可根据反馈的读写器编号判定工件的运行位置，为钻台面多机联动提供数据支撑。
16.进一步的，所述拉力传感器一侧面与对应侧所述门体固定，拉力传感器另一侧面和另一侧所述门体上对称设有螺纹方向相反的螺孔，所述连接机构为连接一对所述螺孔的正反牙双头螺柱。
17.通过采用上述方案，通过正反牙双头螺柱固定，当出现钻具卡死等现象时能够通过正反牙双头螺柱松开一对门体，实现快速解卡。
18.进一步的，所述拉力传感器一侧面与对应侧所述门体通过螺栓结构固定。
19.进一步的，所述开口处设有若干组由上至下均匀排布的所述门体。
20.通过采用上述方案，每组对开的门体均设置正反牙双头螺柱和拉力传感器，第一保证卡瓦座各处对连接体的压力均匀，第二也保证拉力传感器的检测准确度。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
22.1、本实用新型在卡瓦座开口处设置对开的门体，并在门体之间设置拉力传感器，拉力传感器实时监测拉力并将数据传给控制器，控制器根据拉力计算得出液压卡瓦承载重量，从而对液压卡瓦的工况进行实时监控，当数据存在异常时即可实现有效预警；
23.2、本实用新型控制器与电磁阀电连接，通过记录电磁阀开关次数能够为更换卡瓦体、连接体等零件提供数据支持，有效避免安全隐患，同时也有助于在安全范围内最大化利用零件；
24.3、本实用新型对开的门体之间通过拉力传感器和正反牙双头螺柱连接，当出现钻具卡死等现象时能够通过正反牙双头螺柱松开一对门体，实现快速解卡。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
26.图1是本实用新型的实施例的液压卡瓦的结构示意图。
27.图2是图1的仰视结构示意图。
28.图3是本实用新型的实施例的系统示意图。
29.图中所示：
30.1、卡瓦座；101、开口；
31.2、连接体；
32.3、卡瓦体；
33.4、门体；
34.5、门销；
35.6、拉力传感器；
36.7、液压泵；
37.8、控制器；
38.9、读写器；
39.10、正反牙双头螺柱；
40.11、电磁阀。
具体实施方式
41.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
42.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
43.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.如图1
‑
3所示，本实施例提供的一种液压卡瓦工况监控系统，包括液压卡瓦，液压泵7和控制器8。
47.液压卡瓦包括卡瓦座1以及设置在卡瓦座1内部的连接体2和卡瓦体3，卡瓦座1环面设有上下贯穿的开口101，开口101处通过门销5安装有对开的门体4，对开的门体4之间通过连接机构连接为一体，连接机构内置有用于检测拉紧力的拉力传感器6。
48.具体地，拉力传感器6一侧面与对应侧门体4通过螺栓结构固定，拉力传感器6另一侧面和另一侧门体4上对称设有螺纹方向相反的螺孔，连接机构为连接一对螺孔的正反牙双头螺柱10。
49.通过正反牙双头螺柱10固定，当出现钻具卡死等现象时能够通过正反牙双头螺柱10松开一对门体4，实现快速解卡。
50.液压泵7用于驱动连接体2压紧卡瓦体3。
51.电磁阀11与液压泵7连接用于控制液压泵7开关。
52.控制器8分别与拉力传感器6和电磁阀11电连接，且控制器8用于控制液压泵7工作并记录电磁阀11开关次数以及接收和实时监控拉力传感器6数据。
53.具体地，控制器8为plc控制器8，型号为s7
‑
200cn。拉力传感器6为法兰式拉压测力传感器，型号为fa407。
54.拉力传感器6能够实时监测一对门体4之间拉力，并将数据传输给控制器8，控制器8根据拉力计算得出液压卡瓦承载重量，从而对液压卡瓦的工况进行实时监控，当数据存在异常时即可实现有效预警；另外，控制器8通过记录电磁阀7开关次数能够得出液压卡瓦的工作次数，为更换卡瓦体3、连接体2等零件提供数据支持，有效避免安全隐患，同时也有助于在安全范围内最大化利用零件。
55.在本实施例中，开口101处设有三组由上至下均匀排布的门体4。
56.每组对开的门体4均设置正反牙双头螺柱10和拉力传感器6，第一保证卡瓦座1各处对连接体2的压力均匀，第二也保证拉力传感器6的检测准确度。
57.优选的，液压卡瓦夹持的工件上设有电子标签，卡瓦体3上设有用于读写电子标签的读写器9，读写器9与控制器8电连接传输读写数据。
58.卡瓦体3上的读写器9通过读写工件上的电子标签，能够识别工件并反馈给控制器8，控制器8根据接收到的数据能够记录工件身份信息，如使用时间等，为钻具溯源提供数据支撑；另外可根据反馈的读写器9编号判定工件的运行位置，为钻台面多机联动提供数据支撑。
59.本实施例在卡瓦座1开口101处设置对开的门体4，并在门体4之间设置拉力传感器6，拉力传感器6实时监测拉力并将数据传给控制器8，控制器8根据拉力计算得出液压卡瓦承载重量，从而对液压卡瓦的工况进行实时监控，当数据存在异常时即可实现有效预警；
60.本实施例控制器8与电磁阀7电连接，通过记录电磁阀7开关次数能够为更换卡瓦体3、连接体2等零件提供数据支持，有效避免安全隐患，同时也有助于在安全范围内最大化利用零件；
61.本实施例对开的门体4之间通过拉力传感器6和正反牙双头螺柱连接，当出现钻具卡死等现象时能够通过正反牙双头螺柱10松开一对门体4，实现快速解卡。
62.本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
63.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
64.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。