本發(fā)明涉及油氣井油管探測領(lǐng)域，具體地說是一種油管接箍及工具段探測器。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)帶壓作業(yè)提取油管（或工具）時，完全靠操作人員經(jīng)驗來判斷油管接箍（或工具）的位置，再及時打開閘板防噴器讓其通過。如果操作人員稍有疏忽就可能使油管接箍（或工具）撞到閘板防噴器上或強行通過正在密封管柱的球芯，對設備造成損壞。目前市場上有多種接箍探測器，如接觸式、電磁式等，由于井況的復雜性，被測對象的不穩(wěn)定性等因素，導致現(xiàn)有探測器探測的使用效果不理想，主要存在以下問題：

一、探測結(jié)果不準確，特別是當油管偏離井口時無法準確探測接箍并給出警示，雖然有些探測器設有油管扶正裝置，但扶正裝置影響井內(nèi)接箍和工具的通過，降低了實用性；

二、滾輪閘板與測量器等構(gòu)件均設置于主機內(nèi)，零件磨損嚴重且不易更換，安裝維修成本高；

三、對井場惡劣環(huán)境適用性較差，如在高壓工況下容易發(fā)生機器故障以及電子器件損壞或受干擾導致探測結(jié)果不準確等；

四、探測范圍小，不能滿足不同口徑油管接箍或工具段的探測。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是提供一種油管接箍及工具段探測器,以解決現(xiàn)有探測器探測結(jié)果不準確、安裝維修不方便的問題。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種油管接箍及工具段探測器，包括殼體、位于殼體內(nèi)的探測頭總成、與殼體相連的探測臂總成以及平行設置于殼體外的信號測量總成；所述殼體為四通結(jié)構(gòu)，其中豎直通孔構(gòu)成油管通道；

所述探測頭總成為兩組且水平對稱設置于所述油管通道的兩側(cè)，所述探測頭總成包括滾輪、承載滾輪的閘板體和連接塊，所述連接塊與所述探測臂總成相連；

所述探測臂總成為兩組且水平對稱連接于所述殼體水平通孔的兩端，所述探測臂總成包括側(cè)臂套、密封套接于側(cè)臂套內(nèi)的缸筒、活塞軸以及連接桿；所述側(cè)臂套的一端與所述殼體密封固接，側(cè)臂套的另一端固接有端蓋；所述活塞軸的一端與所述探測頭總成的連接塊相連，所述活塞軸的另一端設有活塞塊，所述活塞塊與所述缸筒的內(nèi)表面固接并可帶動缸筒一起在側(cè)壁套內(nèi)水平移動；所述連接桿水平固定穿設在所述活塞塊內(nèi)且與所述活塞軸的軸向相垂直，所述側(cè)臂套的兩側(cè)各開有一個水平延伸的滑動槽口，所述連接桿穿出對應滑動槽口的端部與所述信號測量總成相連；

所述信號測量總成為兩組且分別連接在所述兩個連接桿的同側(cè)端部之間，所述信號測量總成包括中心固定架、與中心固定架上端固接的電子測量尺以及各自固接于中心固定架兩側(cè)的拉伸彈簧和彈簧護套；所述彈簧護套由對接端敞口且部分密封疊加套設的彈簧內(nèi)護套和彈簧外護套組成，所述彈簧內(nèi)護套的內(nèi)側(cè)端部固接于中心固定架上，所述彈簧外護套的外側(cè)端部封閉且與拉伸彈簧外端固接，所述彈簧外護套通過鉸鏈連接所述連接桿的端部并可在連接桿或拉伸彈簧的帶動下沿彈簧內(nèi)護套水平移動；所述電子測量尺包括測量尺本體、與中心固定架相連的測量尺外護套以及各自密封疊加套接于測量尺外護套兩端的測量尺內(nèi)護套，所述測量尺內(nèi)護套的外端封閉且與測量尺本體的活塞測量桿固接，所述測量尺內(nèi)護套固接于所述彈簧外護套上并可在彈簧外護套帶動下沿測量尺本體軸向移動。

所述彈簧護套下方設有固接于所述中心固定架的氣缸，所述氣缸的輸出軸上連有氣缸推塊，所述氣缸推塊與所述彈簧外護套固接。

所述活塞塊與所述缸筒的內(nèi)表面密封固接且將缸筒的筒腔分隔為內(nèi)腔和外腔，所述活塞塊上設有連通所述內(nèi)腔和外腔的通孔。

所述探測頭總成連接塊的中部設有卡接槽，所述活塞軸的內(nèi)側(cè)端部設有卡接頭，所述卡接頭與所述連接塊的卡接槽相卡接。

所述滾輪通過滾輪軸連接于所述閘板體的內(nèi)側(cè)，所述連接塊通過緊固件固定連接于所述閘板體的外側(cè)，所述連接塊的底面與閘板體的底面平齊且設有水平貫通所述連接塊和閘板體的導向槽。

所述中心固定架兩側(cè)各自穿接一調(diào)節(jié)螺栓，所述調(diào)節(jié)螺栓與所述拉伸彈簧的內(nèi)側(cè)端部固接。

所述信號測量總成外側(cè)設有防撞護板，所述測量尺外護套和測量尺內(nèi)護套均為防爆護套。

所述電子測量尺可將位移信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌鬟f給提示與控制系統(tǒng)，所述提示與控制系統(tǒng)顯示接收信號并發(fā)出警示。

所述殼體內(nèi)容納閘板體的閘板體腔設計為圓形結(jié)構(gòu)，這樣同等截面積下承壓能力更好，進而降低殼體重量。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、采用獨立式結(jié)構(gòu)設計，本發(fā)明主機殼體與信號測量總成為相互獨立的兩部分，殼體外對稱的設置兩組信號測量總成，兩組信號相互校驗，測量結(jié)果更加準確，且每一組信號測量總成能同時探測到油管通道兩側(cè)的探測頭總成的位移情況，因此即使油管偏離中心，也能準確的探測出接箍或工具的具體尺寸信息；

2、探測運動部件總成采用壓力平衡式設計使其運動只隨被測物體外形變化而不受井內(nèi)壓力波動的影響；

3、探測頭跟隨被測油管運動，油管偏離井口中心位置或發(fā)生震動時不影響探測結(jié)果；

4、由于采用獨立式結(jié)構(gòu)設計，將整體模塊化，使得安裝維修更加方便，成本降低；

5、整體結(jié)構(gòu)為全封閉式，且在獨立式結(jié)構(gòu)設計基礎(chǔ)上對電子設備采用防爆設計，能夠很好的適用于井場惡劣的環(huán)境，可在35mpa工況下完成接箍或工具段的探測；

6、可全通徑起下管柱，在不需要探測時，可通過氣缸人為打開閘板體，全露通徑；

7、探測范圍大，主機不做任何設置可連續(xù)探測直徑為73mm～186mm范圍內(nèi)的接箍或工具段；

8、閘板體采用非圓結(jié)構(gòu)并帶有導向槽，減少了與殼體的摩擦力，降低運動部件的重量，提高探測頭總成的靈活性；

9、整體防護結(jié)構(gòu)設計，主機兩側(cè)帶有防撞護板，吊裝、運輸過程中有效避免損壞設備。

附圖說明

圖1為本發(fā)明探測器的縱剖面示意圖。

圖2為本發(fā)明探測器的橫剖面示意圖。

圖3為本發(fā)明探測器中信號測量總成的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明探測器中探測臂總成的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明探測器中閘板體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明探測器的工作示意圖。

圖中：1、殼體，2、滾輪，3、閘板體，4、連接塊，5、滾輪軸，6、導向槽，7、側(cè)臂套，8、缸筒，9、活塞軸，10、連接桿，11、端蓋，12、卡接頭，13、活塞塊，14、內(nèi)腔，15、外腔，16、通孔，17、密封圈，18、滑動槽口，19、中心固定架，20、拉伸彈簧，21、調(diào)節(jié)螺栓，22、油管接箍，23、彈簧內(nèi)護套，24、彈簧外護套，25、鉸鏈，26、測量尺本體，27、測量尺外護套，28、測量尺內(nèi)護套，29、壓塊，30、提示與控制系統(tǒng)，31、顯示屏，32、氣缸，33、氣缸推塊，34、防撞護板，35、信號測量總成，36、護板支撐塊，37、防爆盒（內(nèi)置變送器），38、作業(yè)車電源，39、卡接槽。

具體實施方式

如圖1-5所示，本發(fā)明結(jié)構(gòu)包括殼體1、位于殼體1內(nèi)的探測頭總成、與殼體1相連的探測臂總成以及平行設置于殼體1外的信號測量總成35；殼體1為四通結(jié)構(gòu)，采用上下法蘭連接形式，其中豎直通孔構(gòu)成油管通道。

探測頭總成為兩組且水平對稱設置于油管通道的兩側(cè)，探測頭總成包括滾輪2、承載滾輪的閘板體3和連接塊4，滾輪2通過滾輪軸5連接于閘板體3的內(nèi)側(cè)，連接塊4通過螺釘固定連接于閘板體3的外側(cè)，連接塊4的中部設有連接探測臂總成的卡接槽39；殼體1內(nèi)容納閘板體3的閘板體腔設計為圓形結(jié)構(gòu)，這樣同等截面積下承壓能力更好，進而降低殼體重量。閘板體3為非圓形結(jié)構(gòu)，且底面為平面，連接塊4的底面與閘板體的底面平齊且設有水平貫通連接塊4和閘板體3的導向槽6，通過導向槽6與殼體接觸減少了與殼體的摩擦力，提高探測頭總成的靈活性和穩(wěn)定性。

探測臂總成為兩組且水平對稱連接于殼體1水平通孔的兩端，探測臂總成包括側(cè)臂套7、密封套接于側(cè)臂套7內(nèi)的缸筒8、活塞軸9以及連接桿10；側(cè)臂套7的一端通過螺栓與殼體1密封固接，側(cè)臂套7的另一端固接有端蓋11。活塞軸9的一端設有卡接頭12，卡接頭與連接塊4的卡接槽39相卡接，活塞軸9的另一端設有活塞塊13，活塞塊13與缸筒8的內(nèi)表面固接并可帶動缸筒8一起在側(cè)壁套內(nèi)水平移動，活塞塊13將缸筒8的筒腔分隔為內(nèi)腔14和外腔15且活塞塊13上設有連通內(nèi)腔14和外腔15的通孔16，保證了兩側(cè)壓力相等，活塞塊13與缸筒8內(nèi)表面間設有密封圈17。連接桿10水平固定穿設在活塞塊13的內(nèi)且與活塞軸9的軸向相垂直，側(cè)臂套7的兩側(cè)各開有一個水平延伸的滑動槽口18，連接桿10穿出缸筒以及對應滑動槽口18的端部與信號測量總成35相連；活塞塊13可帶動連接桿10沿滑動槽口18水平滑動，從而將位移信號傳遞給信號測量總成35。

信號測量總成35為兩組且分別連接在所述兩個連接桿10的同側(cè)端部之間，信號測量總成包括中心固定架19、電子測量尺、拉伸彈簧20和彈簧護套。中心固定架19兩側(cè)各自穿接一調(diào)節(jié)螺栓21，每個調(diào)節(jié)螺栓21各自與拉伸彈簧20的內(nèi)側(cè)端部固接，調(diào)節(jié)螺栓21用于調(diào)節(jié)拉伸彈簧20的拉力，進而調(diào)節(jié)探測頭總成對油管接箍22的壓力。且采用拉伸彈簧20結(jié)構(gòu)，不需要任何外力即可實現(xiàn)探測功能。

彈簧護套由彈簧內(nèi)護套23和彈簧外護套24組成，彈簧內(nèi)護套23的兩端敞口，其中一端固接于中心固定架19上，彈簧外護套24的外側(cè)端部為封閉端，封閉端的內(nèi)側(cè)通過連接銷與拉伸彈簧20外端固接，封閉端外側(cè)通過鉸鏈25連接連接桿10的端部，彈簧外護套24的內(nèi)側(cè)端敞口且與彈簧內(nèi)護套23對接，兩者通過對接端部分疊加套設且彈簧外護套24并可在連接桿10或拉伸彈簧20的帶動下沿彈簧內(nèi)護套23水平移動。

電子測量尺包括測量尺本體26、測量尺外護套27和測量尺內(nèi)護套28，中心固定架19的上方設有容納電子測量尺的半圓形安裝槽，測量尺外護套27置于半圓形安裝槽內(nèi)且頂部壓有同樣帶有半圓形槽口的壓塊29，壓塊29兩端通過螺釘與中心固定架19緊固連接。測量尺外護套27的兩端敞口且各自套接測量尺內(nèi)護套28，測量尺內(nèi)護套28與測量尺外護套27部分疊加套設且兩者間設有密封圈17。測量尺內(nèi)護套28的外側(cè)端部為封閉端，封閉端的內(nèi)側(cè)與測量尺本體26的活塞測量桿固接，封閉端的底部焊接于彈簧外護套24的敞口端，且封閉端的底部有部分位于彈簧內(nèi)護套23上并與彈簧內(nèi)護套23間設有密封圈17。測量尺內(nèi)護套28可在彈簧外護套24的帶動下沿測量尺本體26軸向移動從而產(chǎn)生位移信號，電子測量尺可將位移信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌鬟f給提示與控制系統(tǒng)30，提示與控制系統(tǒng)設有顯示屏31，可顯示接收信號，同時觸發(fā)不同的指示燈和報警器。操作者可以通過顯示屏31直觀得知被測接箍或工具的直徑尺寸，并得知井內(nèi)接箍或工具段即將到達井口，避免了事故隱患。

彈簧護套下方設有固接于中心固定架19的氣缸32，氣缸32的輸出軸上連有氣缸推塊33，氣缸推塊33與彈簧外護套24固接。在不需要探測時，可通過氣缸32人為打開閘板體3，全露通徑。

信號測量總成35外側(cè)設有防撞護板34，測量尺外護套27和測量尺內(nèi)護套28均為防爆護套，該設備將使帶壓作業(yè)更安全，可靠，帶壓作業(yè)技術(shù)自動化程度也更高。

當井內(nèi)管柱向上提升時，油管接箍22碰到滾輪2時，迫使閘板體3向左右兩側(cè)退讓，閘板體3連同活塞軸9、缸筒8一起向兩側(cè)移動并通過活塞塊13上的連接桿10將位移傳遞彈簧外護套24上，從而帶動測量尺內(nèi)護套28及測量尺本體26的活塞測量桿一起產(chǎn)生位移。電子測量尺會將位移轉(zhuǎn)換成電信號傳輸?shù)斤@示屏31上，并伴有相應的蜂鳴和指示燈，提醒操作人員。當接箍通過后，在拉伸彈簧20的拉力作用下，之前移動的零部件會自動回位，進行下個對象的探測。

當不需要探測接箍時，可以利用作業(yè)車的氣源，通過該設備上的氣缸32，推開探測頭總成，使通徑處于全部打開狀態(tài)。