CN113399277B - 一种石油钻具自动化检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油化工技术领域，主要涉及石油用具的检测方面，尤其涉及一种石油钻具自动化检测系统，包括传送带、电磁检测器、超声波检测仪、环形压力传感器、环形震动传感器和中控显示终端；本发明实现了对钻具的抓取转运、表面检测和内部检测，并将表面检测和内部检测产生的数值进行分析计算，得到钻具质量分级状况，使本检测系统不仅能够全面的检测钻具，还能对钻具进行精确的分类分级。

Description

一种石油钻具自动化检测系统
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，主要涉及石油用具的检测方面，尤其涉及一种石油钻具自动化检测系统。
背景技术
石油钻具是石油及天然气钻采设备的重要部件之一，也是石油专用管材的重要组成部分，具体包括钻铤、钻杆、转换接头、扶正器等，工作人员将使用后的石油钻具进行检修维护，将表面开裂的石油钻具进行替换，对表面未开裂的石油钻具进行清洗，且清洗后再对其表面进行抛光、次清洗和烘干，在石油钻具被抛光后，检测人员肉眼观察石油钻具，并判断该石油钻具是否能够继续使用；
但由于石油钻具是位于地下工作，且石油钻具通过高速旋转对地层打孔，当遇到坚硬地层时，易造成石油钻具内部开裂、表面刮损，而石油钻具上的细微裂纹凭借肉眼难以检测观察，人工检测费时费力、精度低，无法对石油钻具进行全面化检测；
因此，如何对石油钻具做出全方位检测，并在检测过程中，对其进行自动化的分级分类操作，以提升石油钻具的检测精度、效率，是现有技术亟需解决的技术缺陷，且针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于：实现对钻具的抓取转运、表面检测和内部检测，并将表面检测和内部检测产生的数值进行分析计算，得到钻具质量分级状况，使本检测系统不仅能够全面的检测钻具，还能对钻具进行精确的分类分级，提高检测精度、效率，以解决人工检测无法对钻具进行全方位检测，甚至是无法在检测钻具的同时对其进行自动化的分级分类的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种石油钻具自动化检测系统，包括传送带、电磁检测器、超声波检测仪、环形压力传感器、环形震动传感器和中控显示终端，还包括分类检测结构，所述分类检测结构等距设有多个，且分类检测结构交错设于传送带的两侧，所述分类检测结构基于区域网与中控显示终端信号连接，所述分类检测结构包括圆形工作台、转运检分结构、初步检测组件、深度检测组件和分类箱，所述圆形工作台顶面的一侧抵接于传送带的底部，所述转运检分结构安装于圆形工作台的中心处，所述初步检测组件、深度检测组件和分类箱均安装于圆形工作台顶面的外端，所述初步检测组件和分类箱对称设置，所述深度检测组件设于传送带的对面，且深度检测组件设于初步检测组件和分类箱之间，所述分类箱设有多个收纳腔；
所述中控显示终端包括信息采集模块、分级分析模块、数据处理模块和元件控制模块；
信息采集模块，用于采集钻具表面的光洁度信息和钻具本身的扭裂度信息，并将其发送至分级分析模块；
分级分析模块，用于接收钻具表面的光洁度信息和钻具本身的扭裂度信息，并对其进行分析差额计算，将分析差额计算的结果进行标定并发送至数据处理模块；
数据处理模块，用于接收标定的结果数值并对其进行计算，得到钻具质量分级状况与预设范围相比较，来产生对应的第一控制信号、第二控制信号和第三控制号并将其发送至元件控制模块；
元件控制模块，用于接收第一控制信号、第二控制信号和第三控制号并控制转运检分结构对钻具进行分级，还用于控制部件工作。
进一步的，所述光洁度信息由钻具表面震动频率数值和钻具表面压力变化总值组成，所述扭裂度信息由钻具本身的磁场通过量值和钻具本身的裂纹出现时长总值组成。
进一步的，所述转运检分结构包括安装环板、固定螺栓、第一控制电机、第一气缸、第二气缸、第二控制电机和转运检分机械手，所述安装环板通过固定螺栓与圆形工作台固定连接，所述第一控制电机固定设于安装环板的中心部，所述第一气缸的底端固定设于第一控制电机输出轴的顶端，所述第二气缸与第一气缸的活塞杆固定连接，且第二气缸与第一气缸垂直设置，所述第二控制电机的外端固定设于第二气缸活塞杆的顶端，所述转运检分机械手的顶部与第二控制电机的输出轴固定连接。
进一步的，所述转运检分机械手包括动力箱、双向丝杆和第一微型电机，所述动力箱顶部的中心处与第二控制电机的输出轴固定连接，所述双向丝杆转动设于动力箱内，所述第一微型电机固定设于动力箱的一侧，所述双向丝杆的一端贯穿动力箱的内壁延伸到其外部并与第一微型电机的输出轴固定连接，所述双向丝杆对称螺纹套接有第一连接杆，两个所述第一连接杆的相对面固定设有弹性夹固套和导向片，所述导向片的顶面与弹性夹固套的底面抵接。
进一步的，所述弹性夹固套内设有支撑滑杆和契合弹簧，所述支撑滑杆的一端与弹性夹固套的内壁抵接，其另一端滑动贯穿第一连接杆的外部延伸到其内部并固定设有防脱块，所述防脱块与第一连接杆的内壁抵接。
进一步的，所述初步检测组件包括初步检测箱、第三气缸、第一支撑板、第一丝杆和托架，所述初步检测箱安装于圆形工作台上，所述第三气缸固定设于初步检测箱的顶端，所述电磁检测器固定设于第三气缸的活塞杆的底端，所述初步检测箱靠近圆形工作台的一侧开设有第一检测入口，所述第一支撑板固定设于初步检测箱内，所述托架的底部固定设有第一滑板，所述第一滑板滑动设于第一支撑板的顶面，所述第一支撑板开设有滑道，所述第一丝杆转动设于初步检测箱内，且第一丝杆设于第一支撑板的下方，所述第一丝杆的外端螺纹套接有第二连接杆，所述第二连接杆的顶端贯穿第一支撑板的滑道并与第一滑板的底端固定连接，所述第一丝杆的一端贯穿初步检测箱的侧壁延伸到其外部与第三控制电机的输出轴固定连接。
进一步的，所述深度检测组件包括深度检测箱、第二支撑板、检测辅助结构、表面检测组件和第四控制电机，所述深度检测箱安装于圆形工作台上，且深度检测箱与初步检测箱垂直设置，所述深度检测箱靠近圆形工作台的一侧开设有第二检测入口，所述第二支撑板固定设于深度检测箱，所述检测辅助结构滑动设于第二支撑板滑动的顶面，所述表面检测组件设于远离第二检测入口的一侧，所述检测辅助结构和表面检测组件间隙配合，所述超声波检测仪固定设于深度检测箱的顶端，所述深度检测箱的底壁与第二支撑板之间转动设有第二丝杆，所述第二丝杆与第二支撑板平行设置，所述第二丝杆的外端螺纹套接有第三连接杆，所述第二支撑板开设有滑道，所述第三连接杆的一端贯穿第二支撑板的滑道固定于检测辅助结构的底部，所述第二丝杆的一端贯穿深度检测箱的内壁延伸到其外部并与第四控制电机的输出轴固定连接。
进一步的，所述检测辅助结构包括第二滑板、推块、第三丝杆和第二微型电机，所述第二滑板的底部与第三连接杆固定连接，且第二滑板滑动设于第二支撑板上，所述第二支撑板的顶面对称设有两个支撑杆，所述第三丝杆转动设于两个支撑杆之间，且第三丝杆的一端贯穿其中一个支撑杆并与第二微型电机的输出轴固定连接，所述支撑杆的顶端固定连接有放置板，所述放置板的顶面对称设有两个侧板，所述放置板和两个侧板构成行腔通道，且推块滑动设于放置板的顶面，且推块的两侧与两个侧板的相对面抵接，所述放置板开设有滑道，所述第三丝杆的外端螺纹套接有第四连接杆，所述第三丝杆的一端贯穿贯穿滑道并与推块的底端固定连接。
进一步的，所述表面检测组件包括固定套、弹性检测套、推环和第四气缸，所述固定套与深度检测箱固定连接，所述弹性检测套固定设于固定套内，所述环形压力传感器和环形震动传感器套设于弹性检测套的外端，且环形压力传感器和环形震动传感器设于远离深度检测箱侧壁的一侧，所述推环滑道设于弹性检测套内，所述第四气缸固定设于深度检测箱的侧壁上，所述第四气缸的活塞杆贯穿深度检测箱的外壁延伸到弹性检测套内并与推环固定连接。
综上所述，由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果如下：
本发明是通过设置的传送带、圆形工作台、转运检分结构、初步检测组件、深度检测组件、分类箱、信息采集模块、分级分析模块、数据处理模块和元件控制模块，实现对钻具的抓取转运、表面检测和内部检测，并将表面检测和内部检测产生的数值进行分析计算，得到钻具质量分级状况，使本检测系统不仅能够全面的检测钻具，还能对钻具进行精确的分类分级，提高检测精度、效率，以解决人工检测无法对钻具进行全方位检测，甚至是无法在检测钻具的同时对其进行自动化的分级分类的情况。
附图说明
图1示出了根据本发明提供的检测系统的俯视图；
图2示出了根据本发明提供的转运检分结构的结构示意图；
图3示出了根据本发明提供的转运检分机械手的结构示意图；
图4示出了图3的A处局部放大图；
图5示出了根据本发明提供的初步检测组件的剖面图；
图6示出了根据本发明提供的深度检测组件的剖面图；
图7示出了根据本发明提供的检测辅助结构与初步检测组件的配合使用的剖面图；
图8示出了根据本发明提供的检测系统的流程图；
图例说明：1、传送带；2、分类检测结构；3、圆形工作台；4、转运检分结构；5、初步检测组件；6、深度检测组件；7、分类箱；8、中控显示终端；401、安装环板；402、固定螺栓；403、第一控制电机；404、第一气缸；405、第二气缸；406、第二控制电机；407、转运检分机械手；4071、动力箱；4072、双向丝杆；4073、第一微型电机；4074、第一连接杆；4075、弹性夹固套；4076、导向片；4077、支撑滑杆；4078、契合弹簧；4079、防脱块；501、初步检测箱；502、第一检测入口；503、第三气缸；504、电磁检测器；505、第一支撑板；506、托架；507、第一滑板；508、第二连接杆；509、第一丝杆；510、第三控制电机；601、深度检测箱；602、第二检测入口；603、超声波检测仪；604、第二支撑板；605、检测辅助结构；606、表面检测组件；607、第二丝杆；608、第三连接杆；609、第四控制电机；6051、第二滑板；6052、支撑杆；6053、放置板；6054、侧板；6055、推块；6056、第四连接杆；6057、第三丝杆；6058、第二微型电机；6061、固定套；6062、弹性检测套；6063、环形压力传感器；6064、环形震动传感器；6065、推环；6066、第四气缸。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图8，本发明提供一种技术方案：
一种石油钻具自动化检测系统，包括传送带1、电磁检测器504、超声波检测仪603、环形压力传感器6063、环形震动传感器6064、中控显示终端8和分类检测结构2，分类检测结构2等距设有多个，且分类检测结构2交错设于传送带1的两侧，分类检测结构2基于区域网与中控显示终端8信号连接，只需要加装分类检测结构2，就能增加同时检测的钻具数量，中控显示终端8内部的元件控制模块用于控制分类检测结构2的部件工作；
分类检测结构2包括圆形工作台3、转运检分结构4、初步检测组件5、深度检测组件6和分类箱7，圆形工作台3顶面的一侧抵接于传送带1的底部，圆形工作台3对传送带1起到一定的支撑作用，转运检分结构4安装于圆形工作台3的中心处，初步检测组件5、深度检测组件6和分类箱7均安装于圆形工作台3顶面的外端，初步检测组件5和分类箱7对称设置，深度检测组件6设于传送带1的对面，且深度检测组件6设于初步检测组件5和分类箱7之间，分类箱7设有多个收纳腔，收纳腔设有三个分别对应放置三种不同级别的钻具，转运检分结构4用于对钻具进行抓取转运，初步检测组件5用于对钻具内部进行初步检测，深度检测组件6用于对钻具内部进行二次检测，同时对钻具表面进行检测，将初步检测组件5和深度检测组件6检测的信息进行整合，从而全面化的判断钻具的质量；
转运检分结构4包括安装环板401、固定螺栓402、第一控制电机403、第一气缸404、第二气缸405、第二控制电机406和转运检分机械手407，安装环板401通过固定螺栓402与圆形工作台3固定连接，第一控制电机403固定设于安装环板401的中心部，第一气缸404的底端固定设于第一控制电机403输出轴的顶端，第二气缸405与第一气缸404的活塞杆固定连接，且第二气缸405与第一气缸404垂直设置，第二控制电机406的外端固定设于第二气缸405活塞杆的顶端，转运检分机械手407的顶部与第二控制电机406的输出轴固定连接；
转运检分机械手407包括动力箱4071、双向丝杆4072和第一微型电机4073，动力箱4071顶部的中心处与第二控制电机406的输出轴固定连接，双向丝杆4072转动设于动力箱4071内，第一微型电机4073固定设于动力箱4071的一侧，双向丝杆4072的一端贯穿动力箱4071的内壁延伸到其外部并与第一微型电机4073的输出轴固定连接，双向丝杆4072对称螺纹套接有第一连接杆4074，两个第一连接杆4074的相对面固定设有弹性夹固套4075和导向片4076，导向片4076的顶面与弹性夹固套4075的底面抵接，弹性夹固套4075内设有支撑滑杆4077和契合弹簧4078，支撑滑杆4077的一端与弹性夹固套4075的内壁抵接，其另一端滑动贯穿第一连接杆4074的外部延伸到其内部并固定设有防脱块4079，防脱块4079与第一连接杆4074的内壁抵接；
当需要将传送带1上的钻具抓取并转运到初步检测组件5时，钻具通过传送带1运动到转运检分结构4的正前方，第一控制电机403上的输出轴旋转，带动与其固定的第一气缸404，并同时带动第二气缸405、第二控制电机406和转运检分机械手407旋转，当第二气缸405与传送带1垂直时，且控制第二气缸405的活塞杆伸出，从而使转运检分机械手407位于钻具的正上方，然后控制第一气缸404的活塞杆收缩，使转运检分机械手407向下运动，直到钻具位于转运检分机械手407的两个弹性夹固套4075的之间，元件控制模块料立刻控制第一微型电机4073的输出轴正向旋转并带动与其固定双向丝杆4072正向旋转，双向丝杆4072正向旋转后带动与其螺纹连接的两个第一连接杆4074相对运动，第一连接杆4074相对运动后带动与其固定的弹性夹固套4075和导向片4076相对运动，导向片4076先将钻具掀起，弹性夹固套4075则贴合在钻具的外表面，当弹性夹固套4075通过与其内部的支撑滑杆4077和契合弹簧4078紧密的贴合在钻具的表面，从而将其夹紧抓取；
当抓取钻具后，元件控制模块控制第一控制电机403的输出轴旋转带动钻具移动到初步检测组件5处，并放置在初步检测组件5内检测，当初步检测组件5检测完毕后，元件控制模块控制转运检分结构4抓取钻具并带动其到达深度检测组件6处，并放置在深度检测组件6内，深度检测组件6对钻具进行检测后，元件控制模块控制转运检分结构4抓取钻具并其进行分类分级处理，当分级完成后将其放置在分类箱7对应的收纳腔中，重复上述步骤，转运检分结构4一个圆周的运行，就是一次全面检测和分类分级的一个周期；
初步检测组件5包括初步检测箱501、第三气缸503、第一支撑板505、第一丝杆509和托架506，初步检测箱501安装于圆形工作台3上，第三气缸503固定设于初步检测箱501的顶端，电磁检测器504固定设于第三气缸503的活塞杆的底端，初步检测箱501靠近圆形工作台3的一侧开设有第一检测入口502，第一支撑板505固定设于初步检测箱501内，托架506的底部固定设有第一滑板507，第一滑板507滑动设于第一支撑板505的顶面，第一支撑板505开设有滑道，第一丝杆509转动设于初步检测箱501内，且第一丝杆509设于第一支撑板505的下方，第一丝杆509的外端螺纹套接有第二连接杆508，第二连接杆508的顶端贯穿第一支撑板505的滑道并与第一滑板507的底端固定连接，第一丝杆509的一端贯穿初步检测箱501的侧壁延伸到其外部与第三控制电机510的输出轴固定连接；
当元件控制模块控制第一控制电机403的输出轴旋转带动钻具移动到初步检测组件5处，并放置在初步检测组件5的托架506上，然后元件控制模块控制第三控制电机510的输出轴正向旋转，第三控制电机510的输出轴正向旋转后带动与其固定连接的第一丝杆509正向旋转，第一丝杆509正向旋转后带动与其螺纹套接的第二连接杆508沿着第一支撑板505的滑道向初步检测箱501内运动，第二连接杆508向初步检测箱501内运动后带动与其固定的第一滑板507向内运动，第一滑板507向内运动后带动与其固定的托架506向内运动，托架506向内运动后带动其上的钻具向内运动，直到托架506位于电磁检测器504的正下方时，电磁检测器504根据电磁场的特性，对钻具进行检测，当电磁检测器504检测完毕后，元件控制模块控制第三控制电机510的输出轴反向旋转，并经上述技术方案中的部件传动关系，带动托架506并带动其上的钻具从初步检测箱501内出来，当钻具从初步检测箱501出来后，转运检分结构4对钻具进行抓取，并将其放置在深度检测组件6内；
深度检测组件6包括深度检测箱601、第二支撑板604、检测辅助结构605、表面检测组件606和第四控制电机609，深度检测箱601安装于圆形工作台3上，且深度检测箱601与初步检测箱501垂直设置，深度检测箱601靠近圆形工作台3的一侧开设有第二检测入口602，第二支撑板604固定设于深度检测箱601，检测辅助结构605滑动设于第二支撑板604滑动的顶面，表面检测组件606设于远离第二检测入口602的一侧，检测辅助结构605和表面检测组件606间隙配合，超声波检测仪603固定设于深度检测箱601的顶端，深度检测箱601的底壁与第二支撑板604之间转动设有第二丝杆607，第二丝杆607与第二支撑板604平行设置，第二丝杆607的外端螺纹套接有第三连接杆608，第二支撑板604开设有滑道，第三连接杆608的一端贯穿第二支撑板604的滑道固定于检测辅助结构605的底部，第二丝杆607的一端贯穿深度检测箱601的内壁延伸到其外部并与第四控制电机609的输出轴固定连接；
元件控制模块控制转运检分结构4抓取钻具并带动其到达深度检测组件6处，并放置在深度检测组件6的检测辅助结构605内，当钻具放置在检测辅助结构605内后元件控制模块启动第四控制电机609的输出轴正向旋转并带动与其固定的第二丝杆607正向旋转，第二丝杆607正向旋转后带动与其螺纹套接的第三连接杆608沿第二支撑板604的滑道向深度检测箱601的内部运动，当第三连接杆608沿第二支撑板604的滑道向深度检测箱601的内部运动时则带动与其固定连接的检测辅助结构605向深度检测箱601内部的中心处运动；
当检测辅助结构605运动到深度检测箱601内时，则元件控制模块打开超声波检测仪603检测钻具内部的扭裂情况，当发生断裂时，会产生时间差，从而检测出设备的扭裂情况，当超声波检测仪603检测完毕后，元件控制模块继续控制第四控制电机609的输出轴正向旋转，直到检测辅助结构605抵接到表面检测组件606并将其携带的钻具推到表面检测组件606内，表面检测组件606对钻具进行检测，并在检测完成后将其重新推到检测辅助结构605，当检测辅助结构605重新接收到钻具时，元件控制模块控制第四控制电机609的输出轴反向旋转，第四控制电机609的输出轴反向旋转经上述技术方案中部件的传动方式，带动检测辅助结构605从深度检测箱601内出来，当检测辅助结构605出来后，元件控制模块控制转运检分结构4抓取钻具对其进行转运；
检测辅助结构605包括第二滑板6051、推块6055、第三丝杆6057和第二微型电机6058，第二滑板6051的底部与第三连接杆608固定连接，且第二滑板6051滑动设于第二支撑板604上，第二支撑板604的顶面对称设有两个支撑杆6052，第三丝杆6057转动设于两个支撑杆6052之间，且第三丝杆6057的一端贯穿其中一个支撑杆6052并与第二微型电机6058的输出轴固定连接，支撑杆6052的顶端固定连接有放置板6053，放置板6053的顶面对称设有两个侧板6054，放置板6053和两个侧板6054构成行腔通道，且推块6055滑动设于放置板6053的顶面，且推块6055的两侧与两个侧板6054的相对面抵接，放置板6053开设有滑道，第三丝杆6057的外端螺纹套接有第四连接杆6056，第三丝杆6057的一端贯穿贯穿滑道并与推块6055的底端固定连接；
表面检测组件606包括固定套6061、弹性检测套6062、推环6065和第四气缸6066，固定套6061与深度检测箱601固定连接，弹性检测套6062固定设于固定套6061内，环形压力传感器6063和环形震动传感器6064套设于弹性检测套6062的外端，且环形压力传感器6063和环形震动传感器6064设于远离深度检测箱601侧壁的一侧，推环6065滑道设于弹性检测套6062内，第四气缸6066固定设于深度检测箱601的侧壁上，第四气缸6066的活塞杆贯穿深度检测箱601的外壁延伸到弹性检测套6062内并与推环6065固定连接；
检测辅助结构605和表面检测组件606具体的配合步骤：当检测辅助结构605和表面检测组件606抵接时，元件控制模块控制第二微型电机6058的输出轴正向旋转并带动与其固定的第三丝杆6057正向旋转，第三丝杆6057正向旋转后带动与其螺纹套接的第四连接杆6056向表面检测组件606方向运动，第四连接杆6056向表面检测组件606方向运动后带动与其固定的推块6055向表面检测组件606方向运动，当推块6055向表面检测组件606方向运动后，推块6055推动放置板6053上的钻具将其推动到弹性检测套6062内；
弹性检测套6062被挤压后由于表面凹凸不平或存在间隙，使弹性检测套6062向外端扩张和向内收缩，从而产生微量的震动，此震动被环形震动传感器6064感应并收集，钻具完全挤压到弹性检测套6062内时，此时钻具给与环形压力传感器6063稳定的压力感应，再加上钻具在运动时对弹性检测套6062的挤压力，从而检测出钻具表面的光滑信息；
当环形压力传感器6063和环形震动传感器6064对钻具检测完成后，元件控制模块控制第四气缸6066工作，第四气缸6066工作后将钻具推到放置板6053上，同时控制第二微型电机6058的输出轴反向旋转并带动与其固定的第三丝杆6057反向旋转，从而带动推块6055向远离弹性检测套6062的一侧运动，直到钻具完全进入到放置板6053与侧板6054形成的行腔通道内并控制第二微型电机6058和第四气缸6066停止运行，然后立即控制第二微型电机6058运行带动钻具离开深度检测箱601内；
中控显示终端8包括信息采集模块、分级分析模块、数据处理模块和元件控制模块；
信息采集模块，用于采集钻具表面的光洁度信息和钻具本身的扭裂度信息，并将其发送至分级分析模块，且光洁度信息由钻具表面震动频率数值和钻具表面压力变化总值组成，且扭裂度信息由钻具本身的磁场通过量值和钻具本身的裂纹出现时长总值组成；
分级分析模块，用于接收钻具表面的光洁度信息和钻具本身的扭裂度信息，并对其进行分析差额计算，将分析差额计算的结果进行标定并发送至数据处理模块；
数据处理模块，用于接收标定的结果数值并对其进行计算，得到钻具质量分级状况与预设范围相比较，来产生对应的第一控制信号、第二控制信号和第三控制号并将其发送至元件控制模块；
元件控制模块，用于接收第一控制信号、第二控制信号和第三控制号并控制转运检分结构4对钻具进行分级，还用于控制部件工作。
本发明的具体工作过程及原理如下：
步骤一：经处理后的钻具放置在传送带1上，当钻具经传送带1运输到分类检测结构2时，元件控制模块启动转运检分结构4运行对传送带1上的钻具进行抓取，当转运检分结构4抓取钻具后，元件控制模块控制转运检分结构4使钻具移动预设角度、升降预设高度、伸缩预设距离后，使钻具位于初步检测组件5的托架506上，当钻具被托架506托起后，转运检分结构4取消对石油钻具的抓取，元件控制模块控制初步检测组件5的部件运行，带动托架506向初步检测箱501内移动，托架506移动后带动钻具进入初步检测组件5内，初步检测组件5内的电磁检测器504对钻具进行磁场通过量检测，当检测完成后生成钻具本身的磁场通过量值；
步骤二：当初步检测组件5检测钻具并生成磁场通过量值后，元件控制模块控制初步检测组件5的部件运行，带动托架506从初步检测箱501内出来，然后托架506带动钻具出来后，元件控制模块控制转运检分结构4对钻具进行抓取并移动钻具，然后将钻具放置在检测辅助结构605的放置板6053上，然后元件控制模块控制转运检分结构4松开钻具，使其落到检测辅助结构605内，当钻具落到检测辅助结构605内后其带动钻具运动到深度检测箱601的中心部，由超声波检测仪603对其进行检测并反馈生成钻具本身的裂纹出现时长总值；
步骤三：当超声波检测仪603检测钻具完成后，检测辅助结构605带动钻具移动到表面检测组件606处，并对钻具进行挤压使其进入到表面检测组件606内，钻具在挤压过程中使表面检测组件606的弹性检测套6062产生震动，弹性检测套6062产生震动后由环形震动传感器6064检测并生成钻具表面震动频率数值，当钻具完全在弹性检测套6062内时，此时钻具表面对弹性检测套6062挤压情况稳定，则环形压力传感器6063感应生成钻具表面压力变化总值，当表面检测组件606对钻具检测完成后，元件控制模块控制表面检测组件606部件将钻具从弹性检测套6062内推入到检测辅助结构605内，然后元件控制模块控制检测辅助结构605带动钻具从深度检测箱601内出来；
步骤四：当钻具从深度检测箱601内出来后，元件控制模块控制转运检分结构4抓取钻具并对其进行分级，将不同级别的钻具放置在分类箱7不同的收纳腔内；
元件控制模块对钻具分级的具体步骤为：
Sa：信息采集模块从步骤一、步骤二和步骤三中采集钻具表面的光洁度信息和扭裂度信息并将其发送至分级分析模块；其中钻具表面的光洁度信息由钻具表面震动频率数值和钻具表面压力变化总值组成，而钻具的扭裂度信息由钻具本身的磁场通过量值和钻具本身的裂纹出现时长总值组成；
Sb：分级分析模块接收到钻具表面震动频率数值、钻具表面压力变化总值、钻具本身的磁场通过量值和钻具本身的裂纹出现时长总值并对其进行处理；
分级分析模块将钻具表面震动频率数值、钻具表面压力变化总值、钻具本身的磁场通过量值和钻具本身的裂纹出现时长总值分别与未使用的钻具各平均数值进行比较，得到钻具表面震动频率差值、钻具表面压力变化差值、钻具整体的磁场通过量差值和钻具裂纹的时间差值对其进行分别标定为Y、T、D和H，并将Y、T、D和H发送至数据处理模块；
Sc：数据处理模块接收到Y、T、D和H根据公式
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，得到钻具质量分级状况A，其中e1大于e4大于e3大于e2大于e5，且e1+e2+e3+e4+e5=13.17，其中e1、e2、e3、e4和e5为权重修正系数，权重修正系数保证计算的结果更加的接近真实值；
将钻具质量分级状况A与预设范围a进行比较，当A在a中时，则产生第一控制信号，当A小于a时且大于0时，则产生第二控制信号，当A大于a时，则产生第三控制信号；
数据处理模块还将产生的第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号发送至元件控制模块；
Sd：当元件控制模块接收到第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号时，元件控制模块立即控制转运检分结构4运行，并将钻具放置在分类箱7不同的收纳腔内，从而将钻具分成优质级、良好级和极差级，其中第一控制信号对应的是良好级，第二控制信号对应的是优质级，第三控制信号对应的是极差级。
综合上述，本发明是通过设置的传送带1、圆形工作台3、转运检分结构4、初步检测组件5、深度检测组件6、分类箱7、信息采集模块、分级分析模块、数据处理模块和元件控制模块，实现对钻具的抓取转运、表面检测和内部检测，并将表面检测和内部检测产生的数值进行分析计算，得到钻具质量分级状况，使本检测系统不仅能够全面的检测钻具，还能对钻具进行精确的分类分级，提高检测精度、效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种石油钻具自动化检测系统，包括传送带（1）、电磁检测器（504）、超声波检测仪（603）、环形压力传感器（6063）、环形震动传感器（6064）和中控显示终端（8），其特征在于，还包括分类检测结构（2），所述分类检测结构（2）等距设有多个，且分类检测结构（2）交错设于传送带（1）的两侧，所述分类检测结构（2）基于区域网与中控显示终端（8）信号连接，所述分类检测结构（2）包括圆形工作台（3）、转运检分结构（4）、初步检测组件（5）、深度检测组件（6）和分类箱（7），所述圆形工作台（3）顶面的一侧抵接于传送带（1）的底部，所述转运检分结构（4）安装于圆形工作台（3）的中心处，所述初步检测组件（5）、深度检测组件（6）和分类箱（7）均安装于圆形工作台（3）顶面的外端，所述初步检测组件（5）和分类箱（7）对称设置，所述深度检测组件（6）设于传送带（1）的对面，且深度检测组件（6）设于初步检测组件（5）和分类箱（7）之间，所述分类箱（7）设有多个收纳腔；
所述初步检测组件（5）包括初步检测箱（501）、第三气缸（503）、第一支撑板（505）、第一丝杆（509）和托架（506），所述初步检测箱（501）安装于圆形工作台（3）上，所述第三气缸（503）固定设于初步检测箱（501）的顶端，所述电磁检测器（504）固定设于第三气缸（503）的活塞杆的底端，所述初步检测箱（501）靠近圆形工作台（3）的一侧开设有第一检测入口（502），所述第一支撑板（505）固定设于初步检测箱（501）内，所述托架（506）的底部固定设有第一滑板（507），所述第一滑板（507）滑动设于第一支撑板（505）的顶面，所述第一支撑板（505）开设有滑道，所述第一丝杆（509）转动设于初步检测箱（501）内，且第一丝杆（509）设于第一支撑板（505）的下方，所述第一丝杆（509）的外端螺纹套接有第二连接杆（508），所述第二连接杆（508）的顶端贯穿第一支撑板（505）的滑道并与第一滑板（507）的底端固定连接，所述第一丝杆（509）的一端贯穿初步检测箱（501）的侧壁延伸到其外部与第三控制电机（510）的输出轴固定连接；
所述深度检测组件（6）包括深度检测箱（601）、第二支撑板（604）、检测辅助结构（605）、表面检测组件（606）和第四控制电机（609），所述深度检测箱（601）安装于圆形工作台（3）上，且深度检测箱（601）与初步检测箱（501）垂直设置，所述深度检测箱（601）靠近圆形工作台（3）的一侧开设有第二检测入口（602），所述第二支撑板（604）固定设于深度检测箱（601），所述检测辅助结构（605）滑动设于第二支撑板（604）滑动的顶面，所述表面检测组件（606）设于远离第二检测入口（602）的一侧，所述检测辅助结构（605）和表面检测组件（606）间隙配合，所述超声波检测仪（603）固定设于深度检测箱（601）的顶端，所述深度检测箱（601）的底壁与第二支撑板（604）之间转动设有第二丝杆（607），所述第二丝杆（607）与第二支撑板（604）平行设置，所述第二丝杆（607）的外端螺纹套接有第三连接杆（608），所述第二支撑板（604）开设有滑道，所述第三连接杆（608）的一端贯穿第二支撑板（604）的滑道固定于检测辅助结构（605）的底部，所述第二丝杆（607）的一端贯穿深度检测箱（601）的内壁延伸到其外部并与第四控制电机（609）的输出轴固定连接；
所述表面检测组件（606）包括固定套（6061）、弹性检测套（6062）、推环（6065）和第四气缸（6066），所述固定套（6061）与深度检测箱（601）固定连接，所述弹性检测套（6062）固定设于固定套（6061）内，所述环形压力传感器（6063）和环形震动传感器（6064）套设于弹性检测套（6062）的外端，且环形压力传感器（6063）和环形震动传感器（6064）设于远离深度检测箱（601）侧壁的一侧，所述推环（6065）滑道设于弹性检测套（6062）内，所述第四气缸（6066）固定设于深度检测箱（601）的侧壁上，所述第四气缸（6066）的活塞杆贯穿深度检测箱（601）的外壁延伸到弹性检测套（6062）内并与推环（6065）固定连接；
所述中控显示终端（8）包括信息采集模块、分级分析模块、数据处理模块和元件控制模块；
信息采集模块，用于采集钻具表面的光洁度信息和钻具本身的扭裂度信息，并将其发送至分级分析模块；
分级分析模块，用于接收钻具表面的光洁度信息和钻具本身的扭裂度信息，并对其进行分析差额计算，将分析差额计算的结果进行标定并发送至数据处理模块；
数据处理模块，用于接收标定的结果数值并对其进行计算，得到钻具质量分级状况与预设范围相比较，来产生对应的第一控制信号、第二控制信号和第三控制号并将其发送至元件控制模块；
元件控制模块，用于接收第一控制信号、第二控制信号和第三控制号并控制转运检分结构（4）对钻具进行分级，还用于控制部件工作。
2.根据权利要求1所述的一种石油钻具自动化检测系统，其特征在于，所述光洁度信息由钻具表面震动频率数值和钻具表面压力变化总值组成，所述扭裂度信息由钻具本身的磁场通过量值和钻具本身的裂纹出现时长总值组成。
3.根据权利要求1所述的一种石油钻具自动化检测系统，其特征在于，所述转运检分结构（4）包括安装环板（401）、固定螺栓（402）、第一控制电机（403）、第一气缸（404）、第二气缸（405）、第二控制电机（406）和转运检分机械手（407），所述安装环板（401）通过固定螺栓（402）与圆形工作台（3）固定连接，所述第一控制电机（403）固定设于安装环板（401）的中心部，所述第一气缸（404）的底端固定设于第一控制电机（403）输出轴的顶端，所述第二气缸（405）与第一气缸（404）的活塞杆固定连接，且第二气缸（405）与第一气缸（404）垂直设置，所述第二控制电机（406）的外端固定设于第二气缸（405）活塞杆的顶端，所述转运检分机械手（407）的顶部与第二控制电机（406）的输出轴固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种石油钻具自动化检测系统，其特征在于，所述转运检分机械手（407）包括动力箱（4071）、双向丝杆（4072）和第一微型电机（4073），所述动力箱（4071）顶部的中心处与第二控制电机（406）的输出轴固定连接，所述双向丝杆（4072）转动设于动力箱（4071）内，所述第一微型电机（4073）固定设于动力箱（4071）的一侧，所述双向丝杆（4072）的一端贯穿动力箱（4071）的内壁延伸到其外部并与第一微型电机（4073）的输出轴固定连接，所述双向丝杆（4072）对称螺纹套接有第一连接杆（4074），两个所述第一连接杆（4074）的相对面固定设有弹性夹固套（4075）和导向片（4076），所述导向片（4076）的顶面与弹性夹固套（4075）的底面抵接。
5.根据权利要求4所述的一种石油钻具自动化检测系统，其特征在于，所述弹性夹固套（4075）内设有支撑滑杆（4077）和契合弹簧（4078），所述支撑滑杆（4077）的一端与弹性夹固套（4075）的内壁抵接，其另一端滑动贯穿第一连接杆（4074）的外部延伸到其内部并固定设有防脱块（4079），所述防脱块（4079）与第一连接杆（4074）的内壁抵接。
6.根据权利要求1所述的一种石油钻具自动化检测系统，其特征在于，所述检测辅助结构（605）包括第二滑板（6051）、推块（6055）、第三丝杆（6057）和第二微型电机（6058），所述第二滑板（6051）的底部与第三连接杆（608）固定连接，且第二滑板（6051）滑动设于第二支撑板（604）上，所述第二支撑板（604）的顶面对称设有两个支撑杆（6052），所述第三丝杆（6057）转动设于两个支撑杆（6052）之间，且第三丝杆（6057）的一端贯穿其中一个支撑杆（6052）并与第二微型电机（6058）的输出轴固定连接，所述支撑杆（6052）的顶端固定连接有放置板（6053），所述放置板（6053）的顶面对称设有两个侧板（6054），所述放置板（6053）和两个侧板（6054）构成行腔通道，且推块（6055）滑动设于放置板（6053）的顶面，且推块（6055）的两侧与两个侧板（6054）的相对面抵接，所述放置板（6053）开设有滑道，所述第三丝杆（6057）的外端螺纹套接有第四连接杆（6056），所述第三丝杆（6057）的一端贯穿贯穿滑道并与推块（6055）的底端固定连接。
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Application publication date: 20210917

Assignee: Dongying shuoming Information Technology Co.,Ltd.

Assignor: Shandong Baiyuan Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980045643

Denomination of invention: An Automatic Testing System for Petroleum Drilling Tools

Granted publication date: 20211029

License type: Common License

Record date: 20231106

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