CN110485947A - 钻具移动控制装置、钻井设备及钻具移动控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种钻具移动控制装置、钻井设备及钻具移动控制方法，涉及钻井技术领域。该钻具移动控制装置包括信息获取模块、控制模块、第一驱动组件和机械手，信息获取模块与控制模块连接。控制模块与第一驱动组件连接，控制模块用于接收信息获取模块发送的信息并生成机械手的移动路径。第一驱动组件用于驱动机械手沿着机械手的移动路径移动。该钻井设备设置有上述钻具移动控制装置。该钻具移动控制方法包括：获取机械手当前位置信息、障碍物的位置信息和目的地的位置信息；根据上述信息生成移动路径；驱动机械手移动至目的地。本发明缓解了现有技术中存在的钻台面工人的劳动强度较大，导致移动钻具的工作效率较低的问题。

Description

钻具移动控制装置、钻井设备及钻具移动控制方法
技术领域
本发明涉及钻井技术领域，尤其是涉及一种钻具移动控制装置、钻井设备及钻具移动控制方法。
背景技术
在利用钻机钻井的过程中，需要对钻具进行多种作业，如将钻具排放至立根盒中的作业、将送至钻台面的钻具送至井口或者鼠洞的作业和完井甩钻具作业。在上述作业过程中，经常需要在钻台面上移动钻具。
现有的在钻台面上移动钻具的过程是通过钻台面机械手和钻台面工人配合完成的，具体过程如下：钻台面工人根据钻台面机械手的实时位置和目的地位置，遥控控制钻台面机械手在钻台面上从钻台面机械手的实时位置处移动至目的地位置处。钻台面机械手移动至目的地位置处后，即可利用钻台面机械手抓取钻具或者对钻台面机械手已经抓取的钻具进行下一步作业。
但是在上述移动钻具的过程中，需要钻台面工人时刻观察钻台面机械手的位置和钻台面上的环境，并根据观察结果遥控钻台面机械手，使机械手准确安全的到达目的地。因此在现有的移动钻具的过程中钻台面工人的劳动强度较大，进而导致移动钻具的速度较慢、工作效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钻具移动控制装置、钻井设备及钻具移动控制方法，以缓解现有技术中存在的移动钻具的过程中钻台面工人的劳动强度较大，进而导致移动钻具的速度较慢、工作效率较低的技术问题。
本发明提供的钻具移动控制装置包括信息获取模块、控制模块、第一驱动组件和机械手；
信息获取模块与控制模块连接，信息获取模块用于获取机械手的位置信息、目的地位置信息和障碍物的位置信息，并将所获取的信息发送给控制模块；
控制模块与第一驱动组件连接，控制模块用于接收信息获取模块发送的信息，并根据该信息生成机械手的移动路径；
第一驱动组件用于在控制模块的控制下驱动机械手沿着机械手的移动路径移动。
进一步的，钻具移动控制装置还包括第二驱动组件，第二驱动组件与机械手连接；
第二驱动组件用于在第一驱动组件驱动机械手沿设定的移动路径移动的过程中，调整机械手的姿态。
进一步的，第二驱动组件包括伸缩驱动件和旋转驱动件；
伸缩驱动件用于驱动机械手伸长或者缩短；
旋转驱动件用于驱动机械手自转。
进一步的，钻具移动控制装置还包括位置检测组件；
第一驱动组件、第二驱动组件和控制模块均与位置检测组件连接，位置检测组件用于检测机械手调整姿态后的移动量，并将检测到的移动量发送给控制模块；
控制模块用于根据位置检测组件检测到的移动量计算出机械手的实时位置信息；控制模块包括判断模块，判断模块用于根据机械手的实时位置信息判断机械手是否会与前方障碍物接触，控制模块能够在机械手会与前方障碍物接触时，根据机械手的实时位置信息、目的地位置信息和障碍物的位置信息重新生成机械手的移动路径。
进一步的，控制模块包括第一控制器，第一控制器与第一驱动组件连接，第一驱动组件用于在第一控制器的控制下，控制移动件带动机械手沿着机械手的移动路径移动。
进一步的，控制模块还包括第二控制器和第三控制器；
机械手与旋转驱动件连接，旋转驱动件与第二控制器连接，旋转驱动件用于在第二控制器的控制下驱动机械手自转；
第三控制器与伸缩驱动件连接，伸缩驱动件与机械手连接，伸缩驱动件用于在第三控制器的控制下驱动机械手伸长或者缩短。
进一步的，位置检测组件包括第一检测件；
第一检测件与第一驱动组件连接，第一检测件用于检测机械手移动的距离。
进一步的，位置检测组件还包括第二检测件和第三检测件；
第二检测件与旋转驱动件或机械手连接，第二检测件用于检测机械手自转的角度；
第三检测件与伸缩驱动件连接，第三检测件用于检测伸缩驱动件的伸缩长度。
本发明提供的钻井设备设置有上述技术方案中任一项所述的钻具移动控制装置。
本发明提供的钻具移动控制方法包括：
获取用于夹持钻具的机械手的当前位置信息、障碍物的位置信息和目的地的位置信息；
根据机械手的当前位置信息、目的地的位置信息和障碍物的位置信息生成机械手的移动路径；
驱动机械手沿着机械手的移动路径移动至目的地所在位置。
进一步的，驱动机械手沿着机械手的移动路径移动至目的地所在位置的步骤，包括：
驱动机械手沿着机械手的移动路径移动；
在机械手移动的过程中调整机械手的姿态。
进一步的，驱动机械手沿着机械手的移动路径移动至目的地所在位置的步骤，还包括：
检测机械手调整姿态后的移动量；
根据移动量计算出机械手的实时位置信息；
根据机械手的实时位置信息判断机械手是否会与前方障碍物接触；
若机械手会与前方障碍物接触，则根据机械手的实时位置信息、目的地位置信息和障碍物的位置信息重新生成机械手的移动路径；
驱动机械手沿着重新生成的机械手的移动路径移动至目的地所在位置。
本发明提供的钻具移动控制装置、钻井设备及钻具移动控制方法能产生如下有益效果：
本发明提供的钻具移动控制装置包括信息获取模块、控制模块、第一驱动组件和机械手。信息获取模块与控制模块连接，控制模块与第一驱动组件连接。在利用机械手带动钻具移动之前，可以先利用机械手夹取钻具，再利用信息获取模块获取机械手的位置信息、目的地的位置信息和障碍物的位置信息。信息获取模块再将获取的机械手的位置信息、目的地位置信息和障碍物的位置信息发送给控制模块。控制模块接收到信息获取模块发送的信息后，根据机械手的位置信息、目的地位置信息和障碍物的位置信息可以生成机械手的移动路径。继而控制模块会控制第一驱动组件工作，并使第一驱动组件驱动机械手带着钻具一起沿着上述机械手的移动路径移动。由于上述移动路径已经考虑到障碍物的位置，因而在移动过程中机械手可以避开障碍物并可以将钻具带动至目的地位置处。
与现有技术相比，本发明提供的钻具移动控制装置利用信息获取模块、控制模块和第一驱动组件配合使用可以使机械手带着钻具避开障碍物移动到目的地，不需钻台面工人时刻观察钻台面机械手的位置和钻台面上的环境，不需钻台面工人遥控机械手移动。因此本发明提供的钻具移动控制装置能够降低移动钻具时钻台面工人的劳动强度，进而可以提升钻具的移动速度，以及提升钻具移动过程的工作效率。
本发明提供的钻井设备设置有上述钻具移动控制装置，因而该钻井设备与上述钻具移动控制装置具有相同的有益效果。
本发明提供的钻具移动控制方法包括：获取用于夹持钻具的机械手的当前位置信息和目的地的位置信息；获取障碍物的位置信息；根据机械手的当前位置信息、目的地的位置信息和障碍物的位置信息生成机械手的移动路径；驱动机械手沿着机械手的移动路径移动至目的地所在位置。本发明提供的钻具移动控制方法可以利用上述钻具移动控制装置控制机械手按照机械手的移动路径移动，本发明提供的钻具移动控制方法应用上述钻具移动控制装置，因而该钻具移动控制方法与上述钻具移动控制装置具有相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的钻具移动控制装置的结构示意图；
图2为图1中的控制模块、驱动组件和机械手的结构示意图；
图3为本发明实施例二提供的钻具移动控制装置的结构示意图；
图4为图3中的控制模块、驱动组件和位置检测组件的结构示意图；
图5为本发明实施例二提供的机械手、障碍物和目的地的俯视图；
图6为本发明实施例三提供的钻具移动控制方法的流程图；
图7为本发明实施例三提供的钻具移动控制方法的另一流程图。
图标：1-信息获取模块；2-控制模块；20-第一控制器；21-第二控制器；22-第三控制器；3-第一驱动组件；4-第二驱动组件；40-旋转驱动件；41-伸缩驱动件；5-机械手；6-移动件；7-位置检测组件；70-第一检测件；71-第二检测件；72-第三检测件；8-障碍物；9-目的地。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供的钻具移动控制装置包括信息获取模块1、控制模块2、第一驱动组件3和机械手5。信息获取模块1与控制模块2连接，信息获取模块1用于获取机械手5的位置信息、目的地位置信息和障碍物的位置信息，并将所获取的信息发送给控制模块2。控制模块2与第一驱动组件3连接，控制模块2用于接收信息获取模块1发送的信息，并根据该信息生成机械手5的移动路径；第一驱动组件3用于在控制模块2的控制下驱动机械手5沿着机械手5的移动路径移动。
其中，目的地位置可以为钻杆的待作业位置，或者为钻具所在位置。待作业位置如钻井作业中的用于排放钻具的立根盒位置、井口位置、鼠洞位置或者钻井作业结束后需要甩钻具的位置处。当目的地位置为钻杆的待作业位置时，可以先利用机械手5夹取钻具再获取机械手5的位置信息、目的地的位置信息和障碍物的位置信息。当目的地位置为钻具所在位置时，在利用机械手5带动钻具移动之前，先利用信息获取模块1获取机械手5的位置信息、钻具的位置信息、目的地的位置信息和障碍物位置信息，控制模块2接收上述位置信息并根据上述位置信息生成所述机械手5的移动路径。继而控制模块2控制第一驱动组件3工作，以使第一驱动组件3驱动机械手5从机械手5所在位置处沿着所述机械手5的移动路径先到达钻具所在位置，此时第一驱动组件3可以暂停工作，当机械手5夹取到钻具后，第一驱动组件3在控制模块2的控制下继续工作，并驱动机械手5带着钻具从钻具所在位置处沿着所述机械手5的移动路径移动，由于上述移动路径已经考虑到障碍物的位置，因而在移动过程中机械手5可以避开障碍物，并可以将钻具带动至目的地位置处。
在本实施例中，可以在钻台面上以一个固定点为原点建立坐标系，机械手5、目的地位置和障碍物均位于该坐标系中。而机械手5的位置信息(即机械手5的初始坐标)、目的地位置信息(即目的地的坐标)和障碍物的位置信息(即障碍物的坐标)均可以通过测量得到。继而可以将机械手5的坐标、目的地坐标和障碍物的坐标手动输入信息获取模块1中。
其中，机械手5的移动路径可以为能够避开障碍物的移动路径。控制模块2在生成机械手5的移动路径时，可以结合考虑钻具的长度、障碍物的体积和障碍物的坐标，并使机械手5的移动路径提前避开障碍物的范围。
在利用机械手5带动钻具移动之前，可以先利用机械手5夹取钻具，再利用信息获取模块1获取机械手5的位置信息、目的地的位置信息和障碍物的位置信息。信息获取模块1再将获取的机械手5的位置信息、目的地位置信息和障碍物的位置信息发送给控制模块2。控制模块2接收到信息获取模块1发送的信息后，根据机械手5的位置信息、目的地位置信息和障碍物的位置信息可以生成所述机械手5的移动路径。继而控制模块2会控制第一驱动组件3工作，第一驱动组件3会驱动机械手5带着钻具一起沿着上述所述机械手5的移动路径移动，在移动过程中机械手5可以避开障碍物，并将钻具带动至目的地位置处。
与现有技术相比，本实施例提供的钻具移动控制装置利用信息获取模块1、控制模块2和第一驱动组件3配合使用可以使机械手5带着钻具避开障碍物移动到目的地，不需钻台面工人时刻观察钻台面机械手5的位置和钻台面上的环境，不需钻台面工人遥控机械手5移动。
因此本实施例提供的钻具移动控制装置能够降低移动钻具时钻台面工人的劳动强度，进而可以提升钻具的移动速度，以及提升钻具移动过程的工作效率。
此外，由于机械手5的移动路径为能够避开障碍物的移动路径，因而在机械手5携带钻具移动的过程中，不需机械手5缩回以避开障碍物。相较于现有技术移动钻具的过程中，为防止机械手5上的钻具碰撞到障碍物提前缩回机械手5才能移动机械手5和钻具，本实施例可以减少缩回机械手5的步骤，进一步的提升移动钻具的速度，提升工作效率。
当机械手5初始位置与目的地位置在同一直线上时，且障碍物不在该直线上时，第一驱动组件3可以为电机。电机的输出轴可以与机械手5通过齿轮和链条传动连接，电机的输出轴转动后可以驱动机械手5沿某一个方向移动。当机械手5移动一定距离后，即可将机械手5上的钻具移动至目的地位置处。
其中，控制模块2可以包括处理模块，处理模块用于接收信息获取模块1发送的信息，并生成机械手5的移动路径。进一步的，处理模块可以为计算机等处理器。
进一步的，本实施例提供的钻具移动控制装置还包括第二驱动组件4，第二驱动组件4与机械手5连接。第二驱动组件4用于在第一驱动组件3驱动机械手5沿设定的移动路径移动的过程中，调整机械手5的姿态。
相较于现有技术中利用遥控机械手5沿单一方向移动至目的地后再调整机械手5姿态的过程，本实施例提供的钻具移动控制装置还可以利用第二驱动组件4在机械手5移动的过程中改变机械手5的姿态，不仅可以使机械手5能够灵活的避开障碍物，还可以节约调整机械手5的时间，提升工作效率。
进一步的，如图2所示，第二驱动组件4包括伸缩驱动件41和旋转驱动件40，伸缩驱动件41用于驱动机械手5伸长或者缩短，旋转驱动件40用于驱动机械手5自转。
当机械手5初始位置与目的地位置不在同一直线上时，可以使机械手5在第一驱动组件3的驱动下先沿着直线行走，此时目的地位置位于该直线的一侧。再利用旋转驱动组件驱动机械手5自转，由于机械手5的手臂具有一定的长度，因而机械手5自转后，机械手5的夹爪夹持的钻具的位置会改变，继而可以将钻具的位置调整至目的地位置处。
其中，利用伸缩驱动组件可以控制机械手5的手臂伸缩，进一步的改变夹爪的位置和夹爪夹持的钻具的位置，进而可以使机械手5灵活的带动钻具至目的地位置处。
控制模块2包括第一控制器20，第一控制器20与第一驱动组件3连接，第一驱动组件3用于在第一控制器20的控制下，驱动机械手5沿着机械手5的移动路径移动。
本实施例提供的钻具移动控制装置还可以包括移动件6，机械手5安装在移动件6上。其中，移动件6可以为小车，或者为能够在导轨上移动的滑动板。
与第一驱动组件3为电机相对应，第一控制器20可以为伺服驱动器，电机与移动件6之间可以通过齿轮和齿条传动连接，电机可以在伺服驱动器的控制下驱动移动件6沿某一个方向移动。当移动件6移动一定距离后，即可将机械手5上的钻具移动至目的地位置处。
进一步的，如图2所示，控制模块2还包括第二控制器21和第三控制器22，机械手5与旋转驱动件40连接，旋转驱动件40与第二控制器21连接，旋转驱动件40用于在第二控制器21的控制下驱动机械手5自转。第三控制器22与伸缩驱动件41连接，伸缩驱动件41与机械手5连接，伸缩驱动件41用于在第三控制器22的控制下驱动机械手5伸长或者缩短。
其中，机械手5包括手臂和用于夹持钻具的夹爪，夹爪与手臂的一端连接，手臂的另一端转动连接在移动件6上。
其中，第二控制器21也可以为伺服驱动器，旋转驱动组件也可以为电机。
当机械手5初始位置与目的地位置不在同一直线上时，可以使机械手5在第一控制器20和第一驱动组件3的驱动下先沿着直线行走，此时目的地位置位于该直线的一侧。再利用第二控制器21和旋转驱动组件驱动机械手5在移动件6上自转，由于机械手5的手臂具有一定的长度，因而机械手5自转后，机械手5的夹爪夹持的钻具的位置会改变，继而可以将钻具的位置调整至目的地位置处。
其中，第三控制器22可以为比例阀，第一驱动组件3为油缸。利用第三控制器22和伸缩驱动组件可以控制机械手5的手臂伸缩，进一步的改变夹爪的位置和夹爪夹持的钻具的位置，以使钻具能够到达目的地位置处。
此外，利用第三控制器22和伸缩驱动组件控制机械手5的手臂缩短可以使机械手5沿着机械手5的移动路径移动时，能够更灵活的避开障碍物。越过障碍物后，第三控制器22和伸缩驱动组件可以控制机械手5伸长，以使夹爪上的钻具能够到达目的地位置处。
第一驱动组件3、旋转驱动组件和伸缩驱动组件可以实现机械手5的三轴复合运动，不仅可以提升避开障碍物的灵活性，还可以在机械手5移动过程中调整机械手5的姿态，以使机械手5可以准确的夹持钻具，提前调整钻具的状态和位置，以便于对钻具进行下一步工作。相较于现有技术中机械手5障碍物障碍物需要先人工遥控移动机械手5，再人工遥控障碍物调整机械手5姿态的过程，本实施例通过三轴复合运动能够进一步的提升移动钻具的速度和工作效率。
实施例二：
如图3所示，本实施例提供的钻具移动控制装置与实施例一提供的钻具移动控制装置同样包括信息获取模块1、控制模块2、第一驱动组件3和机械手5。信息获取模块1与控制模块2连接，信息获取模块1用于获取机械手5的位置信息、目的地9位置信息和障碍物8的位置信息，并将所获取的信息发送给控制模块2。控制模块2与第一驱动组件3连接，控制模块2用于接收信息获取模块1发送的信息，并根据该信息生成机械手5的移动路径。第一驱动组件3用于在控制模块2的控制下驱动机械手5沿着机械手5的移动路径移动并避开障碍物8。
与实施例一相同，本实施例提供的钻具移动控制装置也包括第二驱动组件4，第二驱动组件4与机械手5连接。第二驱动组件4用于在第一驱动组件3驱动机械手5沿设定的移动路径移动的过程中，调整机械手5的姿态。此外，本实施例提供的钻具移动控制装置中的控制模块2也包括第一控制器20、第二控制器21和第三控制器22，第二驱动组件4也包括旋转驱动件40和伸缩驱动件41。
与实施例一不同的是，如图3所示，本实施例提供的钻具移动控制装置还包括位置检测组件7。第一驱动组件3、第二驱动组件4和控制模块2均与位置检测组件7连接，位置检测组件7用于检测机械手5调整姿态后的移动量，并将检测到的移动量发送给控制模块2。控制模块2用于根据位置检测组件7检测到的移动量计算出机械手5的实时位置信息；控制模块2包括判断模块，判断模块用于根据机械手5的实时位置信息判断机械手5是否会与前方障碍物8接触，控制模块2能够在机械手5会与前方障碍物8接触时，根据机械手5的实时位置信息、目的地9位置信息和障碍物8的位置信息重新生成机械手5的移动路径。
其中，机械手5的移动量包括移动件6机械手5移动的距离、机械手5自转的角度，以及机械手5的手臂伸长或者缩短后，机械手5的手臂的长度。
当目的地9位置为多个，或者移动钻具过程中需要机械手5伸缩或者转动以避开障碍物8，或者需要先将机械手5移动至钻具位置处再将机械手5移动至待钻具作业位置处时，均会改变机械手5的夹爪的位置。机械手5的夹爪的位置被改变后，可能会接触到前方障碍物8或者偏移原移动路径，因此为了能够将钻具移动至最终的目的地9位置处，本实施例优选包括位置检测组件7，以便于获取机械手5的夹爪的实时位置信息，进而便于及时调整机械手5的移动路径。
进一步的，如图4所示，位置检测组件7包括第一检测件70，第一检测件70与第一驱动组件3连接，第一检测件70用于检测移动件6带动机械手5移动的距离。
当第一控制器20为伺服驱动器，第一驱动件为电机时，第一检测件70可以为伺服编码器。第一检测件70可以通过第一驱动件检测出移动件6带动机械手5移动的距离。
进一步的，如图4所示，位置检测组件7还包括第二检测件71和第三检测件72，第二检测件71与旋转驱动件40或机械手5连接，第二检测件71用于检测机械手5自转的角度。第三检测件72与伸缩驱动件41连接，第三检测件72用于检测伸缩驱动件41的伸缩长度。
当第二控制器21为伺服驱动器，第三控制器22为比例阀，第二驱动件为电机，第三驱动件为油缸，且第二检测件71与第二驱动件连接时，第二检测件71可以为伺服编码器，第三检测件72为磁致位置传感器。其中，当第二检测件71与机械手5连接时，第二检测件71可以为角度传感器。
第二检测件71可以通过第二驱动件检测出机械手5自转的角度，第三检测件72可以通过第三驱动件检测出机械手5的手臂伸长或者缩短后，机械手5的手臂的长度。
为便于描述检测机械手5的夹爪的实时位置，如图5所示，可以在钻台面上建立坐标系。在该坐标系中，以机械手5的初始位置为坐标原点O，以移动件6的移动方向建立x坐标轴，并从坐标原点O处沿与x坐标轴垂直的方向建立y坐标轴。当机械手5的手臂与x坐标轴垂直时，机械手5的手臂与y坐标轴重合。进一步的，以机械手5的位于x坐标轴的一端为起点，将机械手5在该坐标系中逆时针转过的角度记为Q，即将机械手5自转的角度记为Q，则夹爪的实时x坐标值可以根据以下公式(1)计算得到：
X＝S-L×CosQ (1)
夹爪的实时y坐标值可以根据以下公式(2)计算得到：
Y＝S-L×SinQ (2)
其中，X为夹爪的x坐标，Y为夹爪的y坐标，S为移动件6沿x轴行走的距离，L为手臂的长度，Q为机械手5在该坐标系中逆时针转过的角度。
当机械手5已经到达第一个目的地9位置，需要继续移动至第二个目的地9位置时，或者机械手5伸缩或者转动避开障碍物8后，或者机械手5移动至钻具位置后再移动至待钻具作业位置处时，位置检测组件7可以检测此时机械手5中的夹爪的实时位置。此时第一检测件70可以将其检测到的S值，第二检测件71将其检测到的Q值，第三检测件72将其检测到的L值发送给控制模块2，控制模块2可以接收到上述S值、Q值和L值，并将上述S值、Q值和L值代入公式(1)和公式(2)中，最终计算出夹爪的实时坐标值。
相较于实施例一提供的钻具移动控制装置，本实施例提供的钻具移动控制装置可以在机械手5的夹爪位置改变后，重新调整机械手5的移动路径，进而使机械手5可以继续沿着重新生成的移动路径移动，具有更灵活的使用性，适用于场景较复杂的钻台面。
实施例三：
本实施例提供的钻井设备设置有实施例一中的钻具移动控制装置，或者设置有实施例二中的钻具移动控制装置。因此，本实施例提供的钻井设备与实施例一中的或者实施例二中的钻具移动控制装置能够解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
实施例四：
如图6所示，本实施例提供的钻具移动控制方法包括：
S1：获取用于夹持钻具的机械手5的当前位置信息、障碍物8的位置信息和目的地9的位置信息；
S2：根据机械手5的当前位置信息、目的地9的位置信息和障碍物8的位置信息生成机械手5的移动路径；
S3：驱动机械手5沿着机械手5的移动路径移动至目的地9所在位置。
本实施例提供的钻具移动控制方法同样不需利用人工遥控机械手5移动至目的地9位置处，而是可以利用实施例一中的或者实施例二中的钻具移动控制装置实现上述S1步骤、S2步骤、S3步骤。具体的，可以利用上述钻具移动控制装置中的信息获取模块1实现S1步骤，利用上述钻具移动控制装置中的控制模块2实现S2步骤以及S3步骤。
进一步的，如图7所示，驱动机械手5沿着机械手5的移动路径移动至目的地9所在位置的步骤，即S3步骤，包括：
S30：驱动机械手5沿着机械手5的移动路径移动；
S31：在机械手5移动的过程中调整机械手5的姿态。
进一步，驱动机械手5沿着机械手5的移动路径移动至目的地9所在位置的步骤，即S3步骤，还包括：
S32：检测机械手5调整姿态后的移动量；
S33：根据移动量计算出机械手5的实时位置信息；
S34：根据所述机械手5的实时位置信息判断所述机械手5是否会与前方障碍物8接触；
S35：若所述机械手5会与前方障碍物8接触，则根据机械手5的实时位置信息、目的地9位置信息和障碍物8的位置信息重新生成机械手5的移动路径；
S36：驱动机械手5沿着重新生成的机械手5的移动路径移动至目的地9所在位置。
在本实施例中，S30步骤、S31步骤均可以利用实施例一中的或者实施例二中的钻具移动控制装置中的控制模块2和第二驱动组件4配合实现，而S32步骤可以利用实施例二中的钻具移动控制装置中的位置检测组件7实现。S33步骤、S34步骤和S35步骤均可以利用实施例二中的钻具移动控制装置中的控制模块2实现。S36步骤可以利用上述钻具移动控制装置中的控制模块2、第一驱动组件3和第二驱动组件4配合实现。
本实施例提供的钻具移动控制方法利用实施例二中的钻具移动控制装置，可以实现将钻具移动至目的地9所在位置的目的。
因此，本实施例提供的钻具移动控制方法与实施例二中的钻具移动控制装置能够解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种钻具移动控制装置，其特征在于，所述钻具移动控制装置包括信息获取模块(1)、控制模块(2)、第一驱动组件和机械手(5)；
所述信息获取模块(1)与所述控制模块(2)连接，所述信息获取模块(1)用于获取所述机械手(5)的位置信息、目的地(9)位置信息和障碍物(8)的位置信息，并将所获取的信息发送给所述控制模块(2)；
所述控制模块(2)与所述第一驱动组件连接，所述控制模块(2)用于接收所述信息获取模块(1)发送的信息，并根据该信息生成所述机械手(5)的移动路径；
所述第一驱动组件用于在所述控制模块(2)的控制下驱动所述机械手(5)沿着所述机械手(5)的移动路径移动。
2.根据权利要求1所述的钻具移动控制装置，其特征在于，所述钻具移动控制装置还包括第二驱动组件(4)，所述第二驱动组件(4)与所述机械手(5)连接；
所述第二驱动组件(4)用于在所述第一驱动组件驱动机械手(5)沿设定的移动路径移动的过程中，调整所述机械手(5)的姿态。
3.根据权利要求2所述的钻具移动控制装置，其特征在于，所述第二驱动组件(4)包括伸缩驱动件(41)和旋转驱动件(40)；
所述伸缩驱动件(41)用于驱动所述机械手(5)伸长或者缩短；
所述旋转驱动件(40)用于驱动所述机械手(5)自转。
4.根据权利要求3所述的钻具移动控制装置，其特征在于，所述钻具移动控制装置还包括位置检测组件(7)；
所述第一驱动组件、第二驱动组件(4)和所述控制模块(2)均与所述位置检测组件(7)连接，所述位置检测组件(7)用于检测所述机械手(5)调整姿态后的移动量，并将检测到的移动量发送给所述控制模块(2)；
所述控制模块(2)用于根据所述位置检测组件(7)检测到的移动量计算出所述机械手(5)的实时位置信息；所述控制模块(2)包括判断模块，所述判断模块用于根据所述机械手(5)的实时位置信息判断所述机械手(5)是否会与前方障碍物(8)接触，所述控制模块(2)能够在所述机械手(5)会与前方障碍物(8)接触时，根据所述机械手(5)的实时位置信息、目的地(9)位置信息和障碍物(8)的位置信息重新生成所述机械手(5)的移动路径。
5.根据权利要求4所述的钻具移动控制装置，其特征在于，所述控制模块(2)包括第一控制器(20)，所述第一控制器(20)与所述第一驱动组件连接，所述第一驱动组件用于在所述第一控制器(20)的控制下，驱动所述机械手(5)沿着所述机械手(5)的移动路径移动。
6.根据权利要求5所述的钻具移动控制装置，其特征在于，所述控制模块(2)还包括第二控制器(21)和第三控制器(22)；
所述机械手(5)与所述旋转驱动件(40)连接，所述旋转驱动件(40)与所述第二控制器(21)连接，所述旋转驱动件(40)用于在所述第二控制器(21)的控制下驱动所述机械手(5)自转；
所述第三控制器(22)与所述伸缩驱动件(41)连接，所述伸缩驱动件(41)与所述机械手(5)连接，所述伸缩驱动件(41)用于在所述第三控制器(22)的控制下驱动所述机械手(5)伸长或者缩短。
7.根据权利要求4-6任一项所述的钻具移动控制装置，其特征在于，所述位置检测组件(7)包括第一检测件(70)；
所述第一检测件(70)与所述第一驱动组件连接，所述第一检测件(70)用于检测所述机械手(5)移动的距离。
8.根据权利要求7所述的钻具移动控制装置，其特征在于，所述位置检测组件(7)还包括第二检测件(71)和第三检测件(72)；
所述第二检测件(71)与所述旋转驱动件(40)或所述机械手(5)连接，所述第二检测件(71)用于检测所述机械手(5)自转的角度；
所述第三检测件(72)与所述伸缩驱动件(41)连接，所述第三检测件(72)用于检测所述伸缩驱动件(41)的伸缩长度。
9.一种钻井设备，其特征在于，所述钻井设备设置有如权利要求1-8任一项所述的钻具移动控制装置。
10.一种钻具移动控制方法，其特征在于，所述钻具移动控制方法包括：
获取用于夹持钻具的机械手(5)的当前位置信息、障碍物(8)的位置信息和目的地(9)的位置信息；
根据所述机械手(5)的当前位置信息、所述目的地(9)的位置信息和所述障碍物(8)的位置信息生成所述机械手(5)的移动路径；
驱动所述机械手(5)沿着所述机械手(5)的移动路径移动至目的地(9)所在位置。
11.根据权利要求10所述的钻具移动控制方法，其特征在于，驱动所述机械手(5)沿着所述机械手(5)的移动路径移动至目的地(9)所在位置的步骤，包括：
驱动所述机械手(5)沿着所述机械手(5)的移动路径移动；
在所述机械手(5)移动的过程中调整所述机械手(5)的姿态。
12.根据权利要求11所述的钻具移动控制方法，其特征在于，驱动所述机械手(5)沿着所述机械手(5)的移动路径移动至目的地(9)所在位置的步骤，还包括：
检测所述机械手(5)调整姿态后的移动量；
根据所述移动量计算出所述机械手(5)的实时位置信息；
根据所述机械手(5)的实时位置信息判断所述机械手(5)是否会与前方障碍物(8)接触；
若所述机械手(5)会与前方障碍物(8)接触，则根据所述机械手(5)的实时位置信息、目的地(9)位置信息和障碍物(8)的位置信息重新生成所述机械手(5)的移动路径；
驱动所述机械手(5)沿着重新生成的所述机械手(5)的移动路径移动至目的地(9)所在位置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114602323A (zh) * 2022-02-18 2022-06-10 中国科学院水生生物研究所 用于环境dna采样的夹取式滤膜更换方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9200926D0 (en) * 1992-01-16 1992-03-11 Bond R F Bond portable power drill bit controller
CN102174879A (zh) * 2011-03-21 2011-09-07 中国石油天然气股份有限公司 二层台管柱排放系统及其工作方法
CN104131792A (zh) * 2014-08-07 2014-11-05 中煤科工集团重庆研究院有限公司 液压钻机自动上下钻杆控制系统、输送装置及控制方法
CN105479490A (zh) * 2015-12-24 2016-04-13 华中科技大学 一种双机器人实时动态避障装置及其避障方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9200926D0 (en) * 1992-01-16 1992-03-11 Bond R F Bond portable power drill bit controller
CN102174879A (zh) * 2011-03-21 2011-09-07 中国石油天然气股份有限公司 二层台管柱排放系统及其工作方法
CN104131792A (zh) * 2014-08-07 2014-11-05 中煤科工集团重庆研究院有限公司 液压钻机自动上下钻杆控制系统、输送装置及控制方法
CN105479490A (zh) * 2015-12-24 2016-04-13 华中科技大学 一种双机器人实时动态避障装置及其避障方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114602323A (zh) * 2022-02-18 2022-06-10 中国科学院水生生物研究所 用于环境dna采样的夹取式滤膜更换方法及系统
CN114602323B (zh) * 2022-02-18 2023-05-09 中国科学院水生生物研究所 用于环境dna采样的夹取式滤膜更换方法及系统

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