CN105091758A - 一种自动测量钻具长度的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动测量钻具长度的系统，其包括底座和底座上的钻具移送装置，钻具移送装置的上表面有用于置放钻具的V型槽，V型槽上滑动连接有小滑车，小滑车的前端固定有一反射测量板，底座的后端安装有一用于向前发射激光束的激光测距头，激光测距头与反射测量板正对，底座的前端部外侧安装固定有一光电传感器，光电传感器的光束位于V型槽上方且与V型槽垂直，激光测距头和光电传感器均连接至一控制器，控制器控制连接小滑车。本发明还提供了一种自动测量钻具长度的方法。本方案解决了现有技术手段测量钻具长度时效率低的问题。

Description

一种自动测量钻具长度的系统及方法

技术领域

本发明涉及石油勘探设备技术，具体是一种自动测量钻具长度的系统及方法。

背景技术

在石油钻探的过程中，有大量的钻杆、钻艇、套管等钻具需要测量其长度。实际使用钻具的长度能直观反映钻机钻进的深度，是钻井过程中的一个重要指标。自动、准确测量钻具的长度，不遗漏，成为钻井作业中的一项重要的工作。传统钻井作业中工作人员采用皮尺测量钻具长度，手工记录，而常规的每口钻井现场，需测量的钻具总量多达百根，其测量工作量大、效率低、精度低、人为因素影响大。

CN204495284U公开了一种红外线钻具长度测量仪，其由红外线发射电路、光电转换电路、A/D转换电路、单片机、数码显示电路、数据存储电路、USB接口电路、PC机共同组成，在待测钻具的尾部放置反光片，配合使用该测量仪即可得到钻具长度。该方案虽然将人工采用皮尺测量钻具长度的这一步骤自动化了，但其未考虑到现场堆积成堆的钻具该如何分离开的问题，以及钻具在测量时需要在每根待测钻具的尾部放置反光片的问题，这些问题仍然会导致钻具测量的效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动测量钻具长度的系统及方法，其能够解决现有技术手段测量钻具长度时效率低的问题。

本发明的技术方案如下：

一种自动测量钻具长度的系统，其包括底座和底座上的钻具移送装置，钻具移送装置的上表面有用于置放钻具的V型槽，V型槽上滑动连接有小滑车，小滑车的前端固定有一反射测量板，底座的后端安装有一用于向前发射激光束的激光测距头，激光测距头与反射测量板正对，底座的前端部外侧安装固定有一光电传感器，光电传感器的光束位于V型槽上方且与V型槽垂直，激光测距头和光电传感器均连接至一控制器，控制器控制连接小滑车。

进一步的，底座的两侧连接有排管架，V型槽的两侧可拆卸式连接有挡销。

一种基于上述自动测量钻具长度的系统进行自动测量钻具长度的方法，其包括如下步骤：

a1：将待测钻具从底座上滚动至钻具移送装置的V型槽中。

a2：控制器发送信号至小滑车，使小滑车沿钻具移送装置的V型槽向前滑动，直至反射测量板与待测钻具的后端面贴紧。

a3：控制器发送信号至小滑车使小滑车推动待测钻具向前滑动，待测钻具向前滑动的过程中触发光电传感器，光电传感器将触发信号反馈给控制器，控制器发送信号至小滑车使小滑车停止前进。

a4：控制器发送信号触发激光测距头，激光测距头向前发出激光束，激光束遇反射测量板反射，激光测距头收到反射的激光束从而测出激光测距头与反射测量板之间的距离X，将距离X发送给控制器。

a5：控制器根据激光测距头与光电传感器之间的距离L，计算出待测钻具的长度Y＝L-X。

进一步的，步骤a5中，控制器按一个测量时间对应一个钻具长度的值的存贮形式储存数据。

进一步的，控制器连接有键盘，通过键盘对待测钻具进行编号，该编号与对应钻具的测量时间以及测量长度共同储存，控制器通过外置的USB接口将数据导出到终端设备上。

进一步的，控制器通过总线或无线的通讯方式将数据发送到现场工作人员携带的显示终端上。

本方案的系统结构简单，硬件线路设计简便；激光测距头测量速度快，价格低；测量精度高，避免人工测量误差。同时，本系统满足石油勘探设备领域的防爆要求。本系统还通过联合排管架来周转钻具，省时省力，提高了测量效率。本方案的测量方法稳定可靠、维护简便；能够实时测量和传输数据，便于钻具的集成管理；测量精度高，避免人工测量误差。

附图说明

图1为本发明系统的结构示意图；

图2为本发明方法的控制程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

一种自动测量钻具长度的系统，其现场安装的示意图如图1所示，其底座2中央的钻具移送装置可沿底座2前后滑动。钻具移送装置的上表面有V型槽3，钻具1位于V型槽3中时不会滚到槽外。钻具移送装置安装有小滑车4，小滑车4可沿V型槽3前后滑动，小滑车4的前端固定一反射测量板5，底座2的后端安装一激光测距头6，激光测距头6正对反射测量板5发射激光束，底座2的前端部外侧安装固定一光电传感器7，光电传感器7的光束穿过V型槽3的上方且与V型槽3垂直，当钻具1的一端进入到光电传感器7对应的位置，钻具1遮挡光电传感器7的光束使光电传感器7产生信号。激光测距头6和光电传感器7通过电缆线与控制器8连接，控制器8与小滑车4的动力系统通过电缆线连接。

测量钻具时，钻具1从底座2上滚动到钻具移送装置的V型槽3上，控制器8发送信号驱动小滑车4沿V型槽3向前滑动，小滑车4从V型槽3的后端向前滑动，使反射测量板5接触到钻具1的后端且与钻具1的端面贴拢。小滑车4推动钻具1前进的过程中，钻具1的前端会触发光电传感器7，光电传感器7将触发信号反馈给控制器8，控制器8发出停止信号给小滑车4使其停止前进，并发送信号触发激光测距头6，激光测距头6向前发出激光束，激光束遇反射测量板5反射，激光测距头6收到反射信号计算出距离反射测量板5的距离为X，将距离X发送给控制器8。激光测距头6与光电传感器7均安装固定在底座2上，它们之间的距离为固定值L，L的值事先保存到控制器8中。控制器8计算钻具1的长度Y＝L-X。

为方便钻具1在底座2上送进送出，底座2的两侧连接有排管架9、10，待测的钻具在一侧的排管架9上，钻具依次滚入V型槽3进行长度测量，测量完毕后再滚出到另一侧的排管架10上。此方式省时省力，提高了测量效率。V型槽3的两侧可拆卸式连接挡销11、12，避免在单次测量过程中，其余的钻具滚入V型槽3或是V型槽3中的钻具1还未完成测量就滚出V型槽3。

一种基于上述自动测量钻具长度的系统进行自动测量钻具长度的方法，其包括如下步骤：

a1：将待测钻具1从底座2上滚动至钻具移送装置的V型槽3中。

a2：控制器8发送信号至小滑车4，使小滑车4沿钻具移送装置的V型槽3向前滑动，直至反射测量板5与待测钻具1的后端面贴紧。

a3：控制器8发送信号至小滑车4使小滑车4推动待测钻具1向前滑动，待测钻具1向前滑动的过程中触发光电传感器7，光电传感器7将触发信号反馈给控制器8，控制器8发送信号至小滑车4使小滑车4停止前进。

a4：控制器8发送信号触发激光测距头6，激光测距头6向前发出激光束，激光束遇反射测量板5反射，激光测距头6收到反射的激光束从而测出激光测距头6与反射测量板5之间的距离X，将距离X发送给控制器8。

a5：控制器8根据激光测距头6与光电传感器7之间的距离L，计算出待测钻具1的长度Y＝L-X。

控制器8可以实现测量数据按时间顺序自动保存，保存的形式为一个测量时间对应一个钻具的长度值，其还可以通过总线或无线实时将测量数据发出。控制器8设置一个外置的USB接口，可以将测量得到的一系列数据导出到终端设备上，下载格式为Excel表格形式，可及时导出数据，也可批量导出数据，方便传输和钻具的集成管理。控制器8整个测量过程的程序控制流程图如图2所示。

控制器8可设置键盘作为另一个外设，可以在测量钻具长度前将钻具的“身份证号”即钢号通过键盘输入，在控制器8内的存贮形式为一个钻具钢号对应一个测量时间和一个测量长度值。

此外，控制器8通过总线或无线的通讯方式将数据发送到现场工作人员携带的显示终端上，便于现场工作人员及时作出反应。

Claims (6)

1.一种自动测量钻具长度的系统，其特征在于：包括底座和底座上的钻具移送装置，钻具移送装置的上表面有用于置放钻具的V型槽，V型槽上滑动连接有小滑车，小滑车的前端固定有一反射测量板，底座的后端安装有一用于向前发射激光束的激光测距头，激光测距头与反射测量板正对，底座的前端部外侧安装固定有一光电传感器，光电传感器的光束位于V型槽上方且与V型槽垂直，激光测距头和光电传感器均连接至一控制器，控制器控制连接小滑车。

2.根据权利要求1所述的一种自动测量钻具长度的系统，其特征在于：底座的两侧连接有排管架，V型槽的两侧可拆卸式连接有挡销。

3.一种采用权利要求1所述的自动测量钻具长度的系统进行自动测量钻具长度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a1：将待测钻具从底座上滚动至钻具移送装置的V型槽中；

a2：控制器发送信号至小滑车，使小滑车沿钻具移送装置的V型槽向前滑动，直至反射测量板与待测钻具的后端面贴紧；

a3：控制器发送信号至小滑车使小滑车推动待测钻具向前滑动，待测钻具向前滑动的过程中触发光电传感器，光电传感器将触发信号反馈给控制器，控制器发送信号至小滑车使小滑车停止前进；

a4：控制器发送信号触发激光测距头，激光测距头向前发出激光束，激光束遇反射测量板反射，激光测距头收到反射的激光束从而测出激光测距头与反射测量板之间的距离X，将距离X发送给控制器；

a5：控制器根据激光测距头与光电传感器之间的距离L，计算出待测钻具的长度Y＝L-X。

4.根据权利要求3所述的一种自动测量钻具长度的方法，其特征在于：步骤a5中，控制器按一个测量时间对应一个钻具长度的值的存贮形式储存数据。

5.根据权利要求4所述的一种自动测量钻具长度的方法，其特征在于：控制器连接有键盘，通过键盘对待测钻具进行编号，该编号与对应钻具的测量时间以及测量长度共同储存，控制器通过外置的USB接口将数据导出到终端设备上。

6.根据权利要求5所述的一种自动测量钻具长度的方法，其特征在于：控制器通过总线或无线的通讯方式将数据发送到现场工作人员携带的显示终端上。