一種自動測量鉆具長度的系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油勘探設備技術，具體是一種自動測量鉆具長度的系統及方法。
【背景技術】
[0002]在石油鉆探的過程中，有大量的鉆桿、鉆艇、套管等鉆具需要測量其長度。實際使用鉆具的長度能直觀反映鉆機鉆進的深度，是鉆井過程中的一個重要指標。自動、準確測量鉆具的長度，不遺漏，成為鉆井作業中的一項重要的工作。傳統鉆井作業中工作人員采用皮尺測量鉆具長度，手工記錄，而常規的每口鉆井現場，需測量的鉆具總量多達百根，其測量工作量大、效率低、精度低、人為因素影響大。
[0003]CN 204495284 U公開了一種紅外線鉆具長度測量儀，其由紅外線發射電路、光電轉換電路、A/D轉換電路、單片機、數碼顯示電路、數據存儲電路、USB接□電路、PC機共同組成，在待測鉆具的尾部放置反光片，配合使用該測量儀即可得到鉆具長度。該方案雖然將人工采用皮尺測量鉆具長度的這一步驟自動化了，但其未考慮到現場堆積成堆的鉆具該如何分離開的問題，以及鉆具在測量時需要在每根待測鉆具的尾部放置反光片的問題，這些問題仍然會導致鉆具測量的效率低。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種自動測量鉆具長度的系統及方法，其能夠解決現有技術手段測量鉆具長度時效率低的問題。
[0005]本發明的技術方案如下:
[0006]—種自動測量鉆具長度的系統，其包括底座和底座上的鉆具移送裝置，鉆具移送裝置的上表面有用于置放鉆具的V型槽，V型槽上滑動連接有小滑車，小滑車的前端固定有一反射測量板，底座的后端安裝有一用于向前發射激光束的激光測距頭，激光測距頭與反射測量板正對，底座的前端部外側安裝固定有一光電傳感器，光電傳感器的光束位于V型槽上方且與V型槽垂直，激光測距頭和光電傳感器均連接至一控制器，控制器控制連接小滑車。
[0007]進一步的，底座的兩側連接有排管架，V型槽的兩側可拆卸式連接有擋銷。
[0008]—種基于上述自動測量鉆具長度的系統進行自動測量鉆具長度的方法，其包括如下步驟:
[0009]al:將待測鉆具從底座上滾動至鉆具移送裝置的V型槽中。
[0010]a2:控制器發送信號至小滑車，使小滑車沿鉆具移送裝置的V型槽向前滑動，直至反射測量板與待測鉆具的后端面貼緊。
[0011]a3:控制器發送信號至小滑車使小滑車推動待測鉆具向前滑動，待測鉆具向前滑動的過程中觸發光電傳感器，光電傳感器將觸發信號反饋給控制器，控制器發送信號至小滑車使小滑車停止前進。
[0012]a4:控制器發送信號觸發激光測距頭，激光測距頭向前發出激光束，激光束遇反射測量板反射，激光測距頭收到反射的激光束從而測出激光測距頭與反射測量板之間的距離X，將距離X發送給控制器。
[0013]a5:控制器根據激光測距頭與光電傳感器之間的距離L，計算出待測鉆具的長度Y=L-X0
[0014]進一步的，步驟a5中，控制器按一個測量時間對應一個鉆具長度的值的存貯形式儲存數據。
[0015]進一步的，控制器連接有鍵盤，通過鍵盤對待測鉆具進行編號，該編號與對應鉆具的測量時間以及測量長度共同儲存，控制器通過外置的USB接口將數據導出到終端設備上。
[0016]進一步的，控制器通過總線或無線的通訊方式將數據發送到現場工作人員攜帶的顯示終端上。
[0017]本方案的系統結構簡單，硬件線路設計簡便；激光測距頭測量速度快，價格低；測量精度高，避免人工測量誤差。同時，本系統滿足石油勘探設備領域的防爆要求。本系統還通過聯合排管架來周轉鉆具，省時省力，提高了測量效率。本方案的測量方法穩定可靠、維護簡便；能夠實時測量和傳輸數據，便于鉆具的集成管理；測量精度高，避免人工測量誤差。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明系統的結構示意圖；
[0019]圖2為本發明方法的控制程序流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。
[0021]—種自動測量鉆具長度的系統，其現場安裝的示意圖如圖1所示，其底座2中央的鉆具移送裝置可沿底座2前后滑動。鉆具移送裝置的上表面有V型槽3，鉆具I位于V型槽3中時不會滾到槽外。鉆具移送裝置安裝有小滑車4，小滑車4可沿V型槽3前后滑動，小滑車4的前端固定一反射測量板5，底座2的后端安裝一激光測距頭6，激光測距頭6正對反射測量板5發射激光束，底座2的前端部外側安裝固定一光電傳感器7，光電傳感器7的光束穿過V型槽3的上方且與V型槽3垂直，當鉆具I的一端進入到光電傳感器7對應的位置，鉆具I遮擋光電傳感器7的光束使光電傳感器7產生信號。激光測距頭6和光電傳感器7通過電纜線與控制器8連接，控制器8與小滑車4的動力系統通過電纜線連接。
[0022]測量鉆具時，鉆具I從底座2上滾動到鉆具移送裝置的V型槽3上，控制器8發送信號驅動小滑車4沿V型槽3向前滑動，小滑車4從V型槽3的后端向前滑動，使反射測量板5接觸到鉆具I的后端且與鉆具I的端面貼攏。小滑車4推動鉆具I前進的過程中，鉆具I的前端會觸發光電傳感器7，光電傳感器7將觸發信號反饋給控制器8，控制器8發出停止信號給小滑車4使其停止前進，并發送信號觸發激光測距頭6，激光測距頭6向前發出激光束，激光束遇反射測量板5反射，激光測距頭6收到反射信號計算出距離反射測量板5的距離為X，將距離X發送給控制器8。激光測距頭6與光電傳感器7均安裝固定在底座2上，它們之間的距離為固定值L，L的值事先保存到控制器8中。控制器8計算鉆具I的長度 Y = L-X0
[0023]為方便鉆具I在底座2上送進送出，底座2的兩側連接有排管架9、10，待測的鉆具在一側的排管架9上，鉆具依次滾入V型槽3進行長度測量，測量完畢后再滾出到另一側的排管架10上。此方式省時省力，提高了測量效率。V型槽3的兩側可拆卸式連接擋銷11、12，避免在單次測量過程中，其余的鉆具滾入V型槽3或是V型槽3中的鉆具I還未完成測量就滾出V型槽3。
[0024]—種基于上述自動測量鉆具長度的系統進行自動測量鉆具長度的方法，其包括如下步驟:
[0025]al:將待測鉆具I從底座2上滾動至鉆具移送裝置的V型槽3中。
[0026]a2:控制器8發送信號至小滑車4，使小滑車4沿鉆具移送裝置的V型槽3向前滑動，直至反射測量板5與待測鉆具I的后端面貼緊。
[0027]a3:控制器8發送信號至小滑車4使小滑車4推動待測鉆具I向前滑動，待測鉆具I向前滑動的過程中觸發光電傳感器7，光電傳感器7將觸發信號反饋給控制器8，控制器8發送信號至小滑車4使小滑車4停止前進。
[0028]a4:控制器8發送信號觸發激光測距頭6，激光測距頭6向前發出激光束，激光束遇反射測量板5反射，激光測距頭6收到反射的激光束從而測出激光測距頭6與反射測量板5之間的距離X，將距離X發送給控制器8。
[0029]a5:控制器8根據激光測距頭6與光電傳感器7之間的距離L，計算出待測鉆具I的長度Y = L-X。
[0030]控制器8可以實現測量數據按時間順序自動保存，保存的形式為一個測量時間對應一個鉆具的長度值，其還可以通過總線或無線實時將測量數據發出。控制器8設置一個夕卜置的USB接口，可以將測量得到的一系列數據導出到終端設備上，下載格式為Excel表格形式，可及時導出數據，也可批量導出數據，方便傳輸和鉆具的集成管理。控制器8整個測量過程的程序控制流程圖如圖2所示。
[0031]控制器8可設置鍵盤作為另一個外設，可以在測量鉆具長度前將鉆具的“身份證號”即鋼號通過鍵盤輸入，在控制器8內的存貯形式為一個鉆具鋼號對應一個測量時間和一個測量長度值。
[0032]此外，控制器8通過總線或無線的通訊方式將數據發送到現場工作人員攜帶的顯示終端上，便于現場工作人員及時作出反應。
【主權項】
1.一種自動測量鉆具長度的系統，其特征在于:包括底座和底座上的鉆具移送裝置，鉆具移送裝置的上表面有用于置放鉆具的V型槽，V型槽上滑動連接有小滑車，小滑車的前端固定有一反射測量板，底座的后端安裝有一用于向前發射激光束的激光測距頭，激光測距頭與反射測量板正對，底座的前端部外側安裝固定有一光電傳感器，光電傳感器的光束位于V型槽上方且與V型槽垂直，激光測距頭和光電傳感器均連接至一控制器，控制器控制連接小滑車。2.根據權利要求1所述的一種自動測量鉆具長度的系統，其特征在于:底座的兩側連接有排管架，V型槽的兩側可拆卸式連接有擋銷。3.一種采用權利要求1所述的自動測量鉆具長度的系統進行自動測量鉆具長度的方法，其特征在于，包括如下步驟: al:將待測鉆具從底座上滾動至鉆具移送裝置的V型槽中； a2:控制器發送信號至小滑車，使小滑車沿鉆具移送裝置的V型槽向前滑動，直至反射測量板與待測鉆具的后端面貼緊； a3:控制器發送信號至小滑車使小滑車推動待測鉆具向前滑動，待測鉆具向前滑動的過程中觸發光電傳感器，光電傳感器將觸發信號反饋給控制器，控制器發送信號至小滑車使小滑車停止前進； a4:控制器發送信號觸發激光測距頭，激光測距頭向前發出激光束，激光束遇反射測量板反射，激光測距頭收到反射的激光束從而測出激光測距頭與反射測量板之間的距離X，將距離X發送給控制器； a5:控制器根據激光測距頭與光電傳感器之間的距離L，計算出待測鉆具的長度Y =L-X04.根據權利要求3所述的一種自動測量鉆具長度的方法，其特征在于:步驟a5中，控制器按一個測量時間對應一個鉆具長度的值的存貯形式儲存數據。5.根據權利要求4所述的一種自動測量鉆具長度的方法，其特征在于:控制器連接有鍵盤，通過鍵盤對待測鉆具進行編號，該編號與對應鉆具的測量時間以及測量長度共同儲存，控制器通過外置的USB接口將數據導出到終端設備上。6.根據權利要求5所述的一種自動測量鉆具長度的方法，其特征在于:控制器通過總線或無線的通訊方式將數據發送到現場工作人員攜帶的顯示終端上。
【專利摘要】本發明涉及一種自動測量鉆具長度的系統，其包括底座和底座上的鉆具移送裝置，鉆具移送裝置的上表面有用于置放鉆具的V型槽，V型槽上滑動連接有小滑車，小滑車的前端固定有一反射測量板，底座的后端安裝有一用于向前發射激光束的激光測距頭，激光測距頭與反射測量板正對，底座的前端部外側安裝固定有一光電傳感器，光電傳感器的光束位于V型槽上方且與V型槽垂直，激光測距頭和光電傳感器均連接至一控制器，控制器控制連接小滑車。本發明還提供了一種自動測量鉆具長度的方法。本方案解決了現有技術手段測量鉆具長度時效率低的問題。
【IPC分類】G01B11/02
【公開號】CN105091758
【申請號】CN201510626437
【發明人】劉英玲, 涂永平, 余禮生, 李海森, 孫利偉, 王啟華, 阮潔
【申請人】重慶大江工業有限責任公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年9月28日