CN112414288A - 判断钻杆接头相对高度的测量装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种判断钻杆接头相对高度的测量装置及方法。判断钻杆接头相对高度的测量装置包括铁钻工和测距传感器，所述铁钻工包括至少一侧开口的钳体，所述测距传感器设置在所述钳体上且该测距传感器的探测方向指向该开口。该判断钻杆接头相对高度的测量装置能够快速确定钻杆的接头部位，从而提高上扣或者卸扣的工作效率，降低人力成本。

Description

判断钻杆接头相对高度的测量装置及方法
技术领域
本发明涉及钻杆接头检测技术领域，具体涉及一种判断钻杆接头相对高度的测量装置及方法。
背景技术
相关技术中，当铁钻工对钻杆进行上扣或者卸扣时，需要通过人工判断铁钻工的钳体是否对准钻杆的接头部位，这样需要不断调整铁钻工的位置，影响上扣或者卸扣的工作效率，同时也会增加人力成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种判断钻杆接头相对高度的测量装置及方法。
根据本发明的第一方面，提供一种判断钻杆接头相对高度的测量装置，包括铁钻工和测距传感器，所述铁钻工包括至少一侧开口的钳体，所述测距传感器设置在所述钳体上且该测距传感器的探测方向指向该开口。
可选地，所述钳体包括与该开口相对的封闭侧，所述测距传感器设置在所述封闭侧。
可选地，所述钳体包括两个相对的开口端，所述测距传感器设置在其中一个所述开口端。
可选地，所述测距传感器设置在所述钳体的下表面。
可选地，所述铁钻工包括主钳以及位于所述主钳下方的背钳，所述钳体为所述背钳。
可选地，所述测距传感器的数量为多个，所述多个测距传感器在所述钳体上均匀分布。
可选地，所述测距传感器为电感式位移传感器、超声波测距传感器、激光传感器、红外测距传感器、位移传感器中的至少一者。
可选地，所述判断钻杆接头相对高度的测量装置还包括与所述测距传感器连接的控制器，所述控制器用于将接收到的电信号转换成距离值。
根据本发明的第二方面，提供一种钻杆接头检测方法，应用上述的判断钻杆接头相对高度的测量装置，所述钻杆接头检测方法包括：
所述铁钻工伸长以使所述钳体靠近钻杆，调整所述钳体的角度以使所述测距传感器与所述钻杆对准；
沿平行于所述钻杆的高度方向升降所述钳体，获取所述测距传感器与所述钻杆的距离值；
当所述距离值在所述钳体的升降过程中呈现变化时，确定所述距离值对应的部分所述钻杆为所述钻杆的接头。
可选地，所述钳体在上升过程中对应的所述距离值包括依次增大的第一距离值和第二距离值，当所述测距传感器与所述钻杆之间的距离为所述第二距离值时，停止上升所述钳体，且下降所述钳体至预设高度；或者
所述钳体在下降过程中对应的距离值包括依次减小的第三距离和第四距离值，当所述测距传感器与所述钻杆之间的距离值为所述第四距离值，下降所述钳体至预设高度
本发明至少具有以下有益效果：首先通过测距传感器测量出测距传感器与钳体的远离测距传感器的一侧之间的距离，再测量出测距传感器与钻杆之间的距离，将二者距离相减，即可得到钳体与钻杆的距离，然后通过升降铁钻工升降钳体，就可以利用测距传感器获取测距传感器与钻杆之间的距离变化，且当测距传感器与钻杆之间的距离出现变化时，由此可以确定与该变化距离相对应的部分为钻杆的接头，即，通过判断钻杆接头相对高度的测量装置可以快速确定钻杆的接头位置，从而提高上扣或者卸扣的工作效率，降低人力成本。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的判断钻杆接头相对高度的测量装置的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的判断钻杆接头相对高度的测量装置的结构示意图；
图3为测距传感器的安装示意图；
图4为本发明实施例提供的钻杆的结构示意图。
图中，100-钳体；101-开口端；102-封闭侧；110-测距传感器；120-扎箍；131-第一段；132-第二段；133-第三段。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
参照图1，根据本发明的第一方面，提供一种判断钻杆接头相对高度的测量装置，包括铁钻工和测距传感器110，铁钻工包括至少一侧开口的钳体100，测距传感器110设置在钳体100上且该测距传感器110的探测方向指向该开口。
在实际使用过程中，钻杆即通过钳体100的开口进入到钳体100内，进而由铁钻工进行上扣或者卸扣作业，由于测距传感器110指向开口，当钳体100靠近钻杆时，就可以通过测距传感器110测量钳体100与钻杆之间的距离。
基于此，首先通过测距传感器110测量出测距传感器110与钳体100的远离测距传感器110的一侧之间的距离，再测量出测距传感器110与钻杆之间的距离，将二者距离相减，即可得到钳体100与钻杆的距离，然后通过升降铁钻工升降钳体100，就可以利用测距传感器110获取测距传感器110与钻杆之间的距离变化，且当测距传感器110与钻杆之间的距离出现变化时，由此可以确定与该变化距离相对应的部分为钻杆的接头，即，通过判断钻杆接头相对高度的测量装置可以快速确定钻杆的接头位置，从而提高上扣或者卸扣的工作效率，降低人力成本。
参照图2，在一些实施例中，钳体100包括与开口相对的封闭侧102，测距传感器110设置在封闭侧102，换言之，测距传感器110由封闭侧102向开口的方向延伸，这样可以使得测距传感器110能够通过开口针对钻杆，以便准确确定钻杆的位置。
参照图1，在另一些实施例中，钳体100包括两个相对的开口端101，测距传感器110设置在其中一个开口端101，且使得测距传感器110的探测方向指向另一开口端101，这样就可以通过测距传感器110测量位于两个开口端101之间的钻杆。
进一步地，测距传感器110设置在钳体100的下表面，这里的钳体100可以包括主钳以及位于主钳下方的背钳，即，测距传感器110设置在背钳的下表面，这样可以方便安装测距传感器110，同时，测距传感器110安装在背钳的下表面，有利于使得主钳和背钳分别与两根钻杆相邻的接头对齐。
进一步地，参照图3，测距传感器110可以通过扎箍120和螺钉固定在钳体100上，以使得测距传感器110能够稳定地固定在钳体100上。
进一步地，测距传感器110的数量为多个，多个测距传感器110在钳体100上均匀分布，通过设置多个均匀分布的测距传感器110，可以根据多个测距传感器110测量的数值大小相应地调节钳体100的位置，从而保证每个测距传感器110测量到的数值相等，由此可以保证钻杆能够准确地进入钳体100，避免钻杆在进入钳体100时与钳体100发生碰撞。
本发明可选的实施例中，测距传感器110为电感式位移传感器、超声波测距传感器110、激光传感器、红外测距传感器110、位移传感器中的至少一者。当测距传感器110为电感式位移传感器时，标定构件应当为金属结构，以使电感式位移传感器能够感知标定构件，另外，电感式位移传感器还能够在恶劣环境下使用，例如，电感式位移传感器不受风沙、雨雪等影响。
判断钻杆接头相对高度的测量装置还包括与测距传感器110连接的控制器（图中未示出），控制器可以采用任意合适的型号，例如控制器可以采用欧姆龙C200HX-CPU44-E。控制器用于将接收到的电信号转换成距离值，控制器可以为PLC。控制器与测距传感器110之间可以通过无线连接，无线连接相比有线连接，可以降低因机构运动对导线的干涉。
根据本发明的第二方面，提供一种钻杆接头检测方法，该钻杆接头检测方法包括：
步骤S100，铁钻工伸长以使钳体100靠近钻杆，调整钳体100的角度以使测距传感器110与钻杆对准；其中，铁钻工可以先伸长以靠近钻杆，再对钳体100的角度进行调节，也可以是先调节钳体100的角度，再将铁钻工逐渐靠近钻杆。
步骤S110，沿平行于钻杆的高度方向升降钳体100，获取测距传感器110与钻杆的距离值；
步骤S120，当距离值在钳体100的升降过程中呈现变化时，确定距离值对应的部分钻杆为钻杆的接头。
进一步地，上述的升降可以是使钳体100上升，也可以是使钳体100下降，具体而言：
钳体100在上升过程中对应的距离值包括当依次增大的第一距离值和第二距离值，当测距传感器110与钻杆之间的距离为第二距离值时，停止上升钳体100，且下降钳体100至预设高度；或者
钳体100在下降过程中对应的距离值包括依次减小的第三距离和第四距离值，当测距传感器110与钻杆之间的距离值为第四距离值，下降钳体100至预设高度。
参照图4，需要说明的是，每根钻杆包括依次连接的第一段131、第二段132和第三段133，其中，第三段133的直径大于第一段131的直径，第二段132为变径段，且从第三段133指向第一段131的方向上，第二段132的直径逐渐变小，也就是说，第二距离值是一个动态的数值，即，第二距离值是逐渐增大的。上述的第一距离值对应的为第三段133，第二距离值对应的第二段132，第三距离值对应的为第二段132，相应地，第三距离值也是一个动态的数值，即，第三距离值是逐渐减小的，第四距离值对应的为第三段133。在钳体100上升过程中，当测距传感器110所测量的数值逐渐增大再到恒定数值，可知，恒定数值与第二距离值之间的数值则为第一段131和第二段132的连接部位，此时，则停止上升钳体100，且下降钳体100至预设高度，例如，预设高度可以将钳体100的高度下降第二段132和两个第三段133的高度之和，或者略小于第二段132和两个第三段133的高度之和，由此，当测距传感器110钳体100的下表面时，下降预设高度可以使得铁钻工的背钳与下方钻杆的第三段133对齐、主钳与上方钻杆的第三段133对齐，从而可以快速地确定铁钻工相对钻杆的位置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种判断钻杆接头相对高度的测量装置，其特征在于，包括铁钻工和测距传感器，所述铁钻工包括至少一侧开口的钳体，所述测距传感器设置在所述钳体上且该测距传感器的探测方向指向该开口。
2.根据权利要求1所述的判断钻杆接头相对高度的测量装置，其特征在于，所述钳体包括与该开口相对的封闭侧，所述测距传感器设置在所述封闭侧。
3.根据权利要求1所述的判断钻杆接头相对高度的测量装置，其特征在于，所述钳体包括两个相对的开口端，所述测距传感器设置在其中一个所述开口端。
4.根据权利要求1所述的判断钻杆接头相对高度的测量装置，其特征在于，所述测距传感器设置在所述钳体的下表面。
5.根据权利要求4所述的判断钻杆接头相对高度的测量装置，其特征在于，所述铁钻工包括主钳以及位于所述主钳下方的背钳，所述钳体为所述背钳。
6.根据权利要求1所述的判断钻杆接头相对高度的测量装置，其特征在于，所述测距传感器的数量为多个，所述多个测距传感器在所述钳体上均匀分布。
7.根据权利要求1所述的判断钻杆接头相对高度的测量装置，其特征在于，所述测距传感器为电感式位移传感器、超声波测距传感器、激光传感器、红外测距传感器、位移传感器中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的判断钻杆接头相对高度的测量装置，其特征在于，所述判断钻杆接头相对高度的测量装置还包括与所述测距传感器连接的控制器，所述控制器用于将接收到的电信号转换成距离值。
9.一种钻杆接头检测方法，应用权利要求1-8中任意一项所述的判断钻杆接头相对高度的测量装置，其特征在于，所述钻杆接头检测方法包括：
所述铁钻工伸长以使所述钳体靠近钻杆，调整所述钳体的角度以使所述测距传感器与所述钻杆对准；
沿平行于所述钻杆的高度方向升降所述钳体，获取所述测距传感器与所述钻杆的距离值；
当所述距离值在所述钳体的升降过程中呈现变化时，确定所述距离值对应的部分所述钻杆为所述钻杆的接头。
10.根据权利要求9所述的钻杆接头检测方法，其特征在于，所述钳体在上升过程中对应的所述距离值包括依次增大的第一距离值和第二距离值，当所述测距传感器与所述钻杆之间的距离为所述第二距离值时，停止上升所述钳体，且下降所述钳体至预设高度；或者
所述钳体在下降过程中对应的距离值包括依次减小的第三距离和第四距离值，当所述测距传感器与所述钻杆之间的距离值为所述第四距离值，下降所述钳体至预设高度。
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