鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)，包括現(xiàn)場操控終端、數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端和數(shù)據(jù)處理計算機(jī)，現(xiàn)場操控終端通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端互聯(lián)，數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端通過串口通信與數(shù)據(jù)處理計算機(jī)互聯(lián)。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整方法，依賴于上述的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)。本發(fā)明專利技術(shù)的系統(tǒng)，利用ZigBee技術(shù)自動組網(wǎng)，具有復(fù)雜度低，體積小，功耗低，便于攜帶，可實時、實地的完成現(xiàn)場同心度裝配參數(shù)的輸入、處理，及反饋；本發(fā)明專利技術(shù)的方法，有效縮短同心度調(diào)整周期，提高同心度調(diào)整精度。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整方法
本專利技術(shù)屬于石油及天然氣鉆井控制
，涉及一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)，本專利技術(shù)還涉及該種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整方法。
技術(shù)介紹
在鉆井泵的裝配過程中，通過改變下導(dǎo)板墊片厚度來調(diào)整十字頭與機(jī)架前墻板中心孔間的同心度。鉆井泵同心度調(diào)整結(jié)果直接影響十字頭與導(dǎo)板間的接觸力及運動軌跡。當(dāng)同心度跳動量過大時，會造成鉆井泵運轉(zhuǎn)不暢，導(dǎo)板、十字頭磨損、缸套偏磨，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量及使用壽命。現(xiàn)有的同心度調(diào)整方法為：1)將工裝桿安裝在十字頭上；2)將十字頭安放在上、下導(dǎo)板間，加配重塊，確保十字頭下部圓弧面緊貼下導(dǎo)板；3)當(dāng)十字頭位于前、后兩死點位置時，測量工裝桿與前墻板中心孔水平、豎直方向的間距；4)裝配人員根據(jù)測量數(shù)據(jù)及個人經(jīng)驗調(diào)整下導(dǎo)板墊片厚度；5)重復(fù)3)、4)工步，直至工裝桿與前墻板中心孔的同心度調(diào)整結(jié)果符合工藝要求。現(xiàn)有的鉆井泵同心度調(diào)整方法存在的不足是：調(diào)整時間長；調(diào)整后同心度跳動大；同心度調(diào)整結(jié)果不穩(wěn)定；對員工操作經(jīng)驗及操作水平依賴程度高。這一系列的缺點制約了鉆井泵的裝配精度，延長了裝配周期，增加了裝配成本。現(xiàn)今鉆井泵市場競爭日益激烈，如何提高鉆井泵質(zhì)量，縮短產(chǎn)品周期，降低產(chǎn)品成本已成為關(guān)鍵的、急待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)，解決現(xiàn)有鉆井泵同心度調(diào)整方法對員工操作經(jīng)驗及操作水平的過度依賴，不能實現(xiàn)鉆井泵同心度裝配參數(shù)實時通信、實時處理的難題。本專利技術(shù)的另一目的是提供一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中鉆井泵同心度調(diào)整周期長；同心度調(diào)整結(jié)果波動大；同心度調(diào)整精度低的問題。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是，一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)，包括現(xiàn)場操控終端、數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端和數(shù)據(jù)處理計算機(jī)，現(xiàn)場操控終端通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端互聯(lián)，數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端通過串口通信與數(shù)據(jù)處理計算機(jī)互聯(lián)。本專利技術(shù)采用的另一技術(shù)方案是，一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整方法，依賴于上述的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)，按照以下步驟實施：步驟1：現(xiàn)場測量并輸入鉆井泵同心度數(shù)據(jù)操作人員現(xiàn)場將十字頭依次置于前點及后點位置，分別測量工裝桿與前墻板中心孔豎直、水平方向的間隙數(shù)值，測量數(shù)據(jù)均以mm為單位；然后使用現(xiàn)場操控終端的矩陣鍵盤分別輸入前點上下豎直間隙ZC1，ZC2，前點左右水平間隙YC1、YC2，后點上下豎直間隙ZC3，ZC4，后點左右水平間隙YC3、YC4；步驟2：發(fā)送現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)完成現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的輸入后，操作人員在現(xiàn)場按下現(xiàn)場操控終端上的發(fā)送鍵，現(xiàn)場操控終端自動將所輸入的實測數(shù)據(jù)打包，通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端；步驟3：數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端接收現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)接收現(xiàn)場操控終端發(fā)送來的鉆井泵同心度實測數(shù)據(jù)；步驟4：數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端向數(shù)據(jù)處理計算機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端使用串口通信技術(shù)，自動將接收到的實測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)處理計算機(jī)，并等待數(shù)據(jù)處理計算機(jī)的數(shù)據(jù)反饋；步驟5：數(shù)據(jù)處理計算機(jī)求解最優(yōu)墊片調(diào)整數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理計算機(jī)接收到數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端發(fā)送來的實測數(shù)據(jù)后，調(diào)用預(yù)置的鉆井泵同心度調(diào)整數(shù)學(xué)模型，求解墊片的最優(yōu)調(diào)整厚度；步驟6：數(shù)據(jù)處理計算機(jī)將墊片的調(diào)整數(shù)據(jù)反饋給數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端；步驟7：數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端向現(xiàn)場操控終端發(fā)送墊片的調(diào)整數(shù)據(jù)；步驟8：現(xiàn)場操控終端接收并顯示墊片的調(diào)整數(shù)據(jù)；步驟9：操作人員現(xiàn)場調(diào)整各個墊片的厚度現(xiàn)場操作人員根據(jù)現(xiàn)場操控終端顯示的墊片的調(diào)整數(shù)據(jù)，依次調(diào)整下導(dǎo)板四個支撐點處的墊片厚度，最后擰緊下導(dǎo)板各處固定螺栓，完成鉆井泵同心度調(diào)整。本專利技術(shù)的有益效果是，包括以下方面：1)鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)利用ZigBee技術(shù)自動組網(wǎng)，具有復(fù)雜度低，體積小，功耗低，便于攜帶，可實時、實地的完成現(xiàn)場同心度裝配參數(shù)的輸入、處理，及反饋，彌補了現(xiàn)有鉆井泵裝配技術(shù)的不足。2)在使用鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合同心度調(diào)整方法，可有效縮短同心度調(diào)整周期，提高同心度調(diào)整精度，穩(wěn)定同心度調(diào)整結(jié)果，進(jìn)而全面提高鉆井泵同心度調(diào)整質(zhì)量，延長產(chǎn)品使用壽命。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是十字頭位于導(dǎo)板前點時的鉆井泵結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)中的十字頭位于導(dǎo)板前點時，工裝桿與前墻板中心孔的空間坐標(biāo)圖；圖4是十字頭位于導(dǎo)板后點時的鉆井泵結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本專利技術(shù)中的十字頭位于導(dǎo)板后點時，工裝桿與前墻板中心孔的空間坐標(biāo)圖；圖6是本專利技術(shù)的同心度調(diào)整方法中關(guān)鍵點的空間坐標(biāo)圖。圖中，1.現(xiàn)場操控終端，2.數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端，3.數(shù)據(jù)處理計算機(jī)，4.數(shù)據(jù)輸入及顯示模塊，5.數(shù)據(jù)處理模塊，6.數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，7.工裝桿，8.前墻板，9.鉆井泵機(jī)架，10.上導(dǎo)板，11.下導(dǎo)板，12.十字頭，13.配重塊，14.墊片。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1，本專利技術(shù)基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)，包括現(xiàn)場操控終端1、數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端2和數(shù)據(jù)處理計算機(jī)3，現(xiàn)場操控終端1通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端2互聯(lián)，數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端2通過串口通信與數(shù)據(jù)處理計算機(jī)3互聯(lián)，各部分功能如下：現(xiàn)場操控終端1為便攜式設(shè)備，由現(xiàn)場操作人員隨身攜帶，用于實時、實地完成現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)的輸入、顯示及無線收發(fā)功能。該終端具體包括數(shù)據(jù)輸入及顯示模塊4、數(shù)據(jù)處理模塊5、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊6依次連接而成。數(shù)據(jù)輸入及顯示模塊4包括4*4矩陣鍵盤及OLED顯示屏組成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入及顯示。數(shù)據(jù)處理模塊5主要包括芯片A(CC2530F256)及相關(guān)外圍電路構(gòu)成，該模塊主要完成以下三個功能：接收矩陣鍵盤輸入的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)；向OLED顯示屏發(fā)送數(shù)據(jù)；與數(shù)據(jù)收發(fā)模塊6實時通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互。數(shù)據(jù)收發(fā)模塊6包括芯片B(CC2530F256)、功放芯片(RFX2410C)及相關(guān)外圍電路構(gòu)成，該模塊通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線收發(fā)。數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端2是ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)的核心，負(fù)責(zé)建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)平臺。此外，該終端也可使用串口通信技術(shù)實現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理計算機(jī)3間的數(shù)據(jù)交互。該終端包括芯片C(CC2530F256)、功放芯片(RFX2410C)、接口轉(zhuǎn)換芯片(PL2303HX)及相關(guān)外圍電路構(gòu)成。數(shù)據(jù)處理計算機(jī)3用于接收數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端2發(fā)送來的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)后，調(diào)用內(nèi)部預(yù)置的同心度調(diào)整數(shù)學(xué)模型，計算出墊片14的最優(yōu)調(diào)整數(shù)據(jù)，再將墊片14的調(diào)整數(shù)據(jù)反饋給現(xiàn)場操控終端1。參照圖2、圖4，鉆井泵機(jī)架9的前墻板8開有中心孔，在鉆井泵機(jī)架9內(nèi)腔的上導(dǎo)板10與下導(dǎo)板11之間滑動設(shè)置有十字頭12，十字頭12的工裝桿7向前穿過前墻板8的中心孔，十字頭12中設(shè)置有配重塊13，下導(dǎo)板11下表面與鉆井泵機(jī)架9內(nèi)腔的各個支撐點接觸面分別設(shè)置有墊片14。本專利技術(shù)鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)及同心度調(diào)整方法，依賴于上述的系統(tǒng)，具體按照以下步驟實施：步驟1：現(xiàn)場測量并輸入鉆井泵同心度數(shù)據(jù)如圖2、圖3、圖4、圖5所示，操作人員現(xiàn)場將十字頭12依次置于前點及后點位置，分別測量工裝桿7與前墻板8中心孔豎直、水平方向的間隙數(shù)值，測量數(shù)據(jù)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于：包括現(xiàn)場操控終端(1)、數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)和數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)，現(xiàn)場操控終端(1)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)互聯(lián)，數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)通過串口通信與數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)互聯(lián)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整方法，依賴于一種基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是，包括現(xiàn)場操控終端(1)、數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)和數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)，現(xiàn)場操控終端(1)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)互聯(lián)，數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)通過串口通信與數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)互聯(lián)；所述的現(xiàn)場操控終端(1)，用于實時、實地完成現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)的輸入、顯示及無線收發(fā)功能，包括數(shù)據(jù)輸入及顯示模塊(4)、數(shù)據(jù)處理模塊(5)、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊(6)依次連接而成；所述的數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)是ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)的核心，負(fù)責(zé)建立ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)平臺；所述的數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)用于接收數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)發(fā)送來的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)后，調(diào)用內(nèi)部預(yù)置的同心度調(diào)整數(shù)學(xué)模型，計算出墊片(14)的調(diào)整數(shù)據(jù)，再將墊片(14)的調(diào)整數(shù)據(jù)反饋給現(xiàn)場操控終端(1)，依賴上述的基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的鉆井泵同心度數(shù)字化調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，本方法按照以下步驟實施：步驟1：現(xiàn)場測量并輸入鉆井泵同心度數(shù)據(jù)操作人員現(xiàn)場將十字頭(12)依次置于前點及后點位置，分別測量工裝桿(7)與前墻板(8)中心孔豎直、水平方向的間隙數(shù)值，測量數(shù)據(jù)均以mm為單位；然后使用現(xiàn)場操控終端(1)的矩陣鍵盤分別輸入前點上下豎直間隙ZC1、ZC2，前點左右水平間隙YC1、YC2，后點上下豎直間隙ZC3、ZC4，后點左右水平間隙YC3、YC4；步驟2：發(fā)送現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)完成現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的輸入后，操作人員在現(xiàn)場按下現(xiàn)場操控終端(1)上的發(fā)送鍵，現(xiàn)場操控終端(1)自動將所輸入的實測數(shù)據(jù)打包，通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)；步驟3：數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)接收現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)接收現(xiàn)場操控終端(1)發(fā)送來的鉆井泵同心度實測數(shù)據(jù)；步驟4：數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)向數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)使用串口通信技術(shù)，自動將接收到的實測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)，并等待數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)的數(shù)據(jù)反饋；步驟5：數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)求解最優(yōu)墊片調(diào)整數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)接收到數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)終端(2)發(fā)送來的實測數(shù)據(jù)后，調(diào)用預(yù)置的鉆井泵同心度調(diào)整數(shù)學(xué)模型，求解墊片(14)的最優(yōu)調(diào)整厚度，在數(shù)據(jù)處理計算機(jī)(3)內(nèi)預(yù)設(shè)的鉆井泵同心度調(diào)整數(shù)學(xué)模型是，以前墻板(8)中心孔的中心點為原點O，中心孔軸線為X軸，豎直方向為Z軸建立空間直角坐標(biāo)系，A為十字頭(12)位于前點時十字頭(12)與工裝桿(7)的配合點；Q1為十字頭(12)位于前點時工裝桿(7)軸線與前墻板(8)中間面的交點；B為十字頭(12)位于后點時十字頭(12)與工裝桿(7)的配合點；Q2為十字頭(12)位于后點時工裝桿(7)軸線與前墻板(8)中間面的交點；E和F分別為下導(dǎo)板(11)的前支撐點、H和G為下導(dǎo)板(11)的后支撐點；C、D、I、J為計算輔助點，根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，Q1點的空間坐標(biāo)為(228.6，(YC1-YC2)/2,(ZC1-ZC2)/2)，Q2點的空間坐標(biāo)為(0，(YC3-YC4)/2,(ZC3-ZC4)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐躍成，夏輝，梁勇，豐兆安，
申請(專利權(quán))人：寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：陜西;61