JPS61282594A - ストリングスの測長方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、削井作業や海上における石油掘削作業におけ
るストリングスの長さを自動計測する方法に関する。

〔従来の技術〕

削井作業や石油掘削作業では、太さ、長さ、材質等の異
なるドリルパイプ、ドリルカラー、ケー　　　　−シン
グパイプ、チュービングパイプ等の各種のワークを連結
してストリングスを形成し、その先端部に掘進用のビッ
トを取りつけて掘進を行う。

このストリングスの長さすなわち掘削深度は６０００ｍ
以上にも及ぶことがある。この場合に予め物理検層され
た地層に応じて最適条件の掘進を行うこと、ストリング
スの先端部が坑底に到着するのを確実に予知すること、
または暴噴その他の緊急時の諸施策を適確に行うこと等
のためには、ストリングスの長さを常時把握しておくこ
とが極めて重要である。

また、ワークをストリングスに接続しまたは切り離す作
業はストリングスの長さ情報により、接続部が定点から
予め定められた長さの場所にあることを確認して行われ
る。この定点としては、例えば作業デツキ面が選ばれる
。ワークとストリングスとの接続面の位置がこの決めら
れた長さの位置に来た時にその位置信号を自動的に発信
することとすれば、ワークとストリングスの接続または
切り離し等の作業を自動化するための各種機械を作動さ
せる作動開始、停止信号等の作動タイミング信号を発信
することが可能となる。

しかし、従来ストリングスの長さの把握は、作業員がワ
ークの長さを一本ごとに巻尺等によって計測し、その長
さを記録し、またワークにペイント等を用いて記入し、
接続時にはこれを加算し、切り離すときにはこれを減算
する方法によって行われ、人力に依存していた。またワ
ークの途中までの長さを計測する場合は、予め目盛を付
けたワークの目盛を読むかケリーの目盛を読んで加算、
減算する方法が採られていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の従来のストリングスの測長方法は誤差を生ずる場
合が多い０例えば巻尺目盛の読み違い、記録の誤記誤読
、計算誤りやキー人力間違い等による誤差を生じる。

また人力によるワークの測長は労力を要するばかりでな
く、ワークの積み崩れ等の危険がある。

本発明はこのような人力による作業を廃止して常に正確
な長さを把握し、ワークの自動接続、切り離し等のため
の自動機械へのタイミング信号の発生を可能とし、また
リアルタイムでのストリングス先端ビット部からの長さ
の監視すなわち石油掘削作業等における掘削深度のリア
ルタイムでの正確な計測監視を可能とし、円滑な作業推
進を図ることのできる方法を提供することを目的とする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題を解決するため次の技術手段を講じた
。

ｌ）ストリングスの接続操作を行うハンドラは鉛直ガイ
ドレール上を移動するが、その移動量を検出する位置検
出センサを備え、このセンサからアナログまたはデジタ
ル信号によるハンドラの位置信号が発信される。

２）ワークとハンドラとの間はこれらの相互の位置関係
が常に一定になるようにハンドラが把持し、把持確認セ
ンサがハンドラに装備されている。

３）ハンドラには定点からハンドラまでの距離を随時計
測する定点距離計測センサが取りつけられている。

４）ハンドラには上下移動方向を検知するセンサを装備
する。このセンサは上記定点距離計測センサの差異計算
によって代替することができる。

５）上記１）〜４）のセンサからの信号を演算機に入力
し、演算機はこれらの信号に基づいて計算、比較などの
処理を行い、リアルタイムで深度信号を計算し送出する
。

〔作用〕

ストリングスを延長する場合の長さ計測を例に取って第
１図を参照して作用を説明する。

ａ）把持確認センサ１がワーク２ｏをワーク把持部９が
把持しているときに出すＯＮの信号と。

ワーク２０の重量とストリングスの重量との差を出力す
る把持確認センサ２が判断した重量データ信号との比較
により、ワーク把持部９が確実にワーク２０を把持して
いることを確認する。

ｂ）ハンドラ７が降下を始めると、位置検出センサ３は
ガイドレールｌＯとハンドラ７との関係位置に相当する
位置信号を発信し、上下方向検出器６はハンドラ７が確
実に降下することを確認し、積算の指示を演算機１１に
対して行う。

Ｃ）定点距離計測センサ８はワーク把持部９で把持され
ているワーク２０の終端と同一レベルの位置からフロア
レベル２゛ｌ（定点）までの距離を連続的に計測して演
算機に入力し、ワーク２ｏの終端が定点２１からどの位
置まで降下するかを設定値と常時比較し、これらが一致
したときハンドラ７へ降下停止の信号を発信する。

ｄ）この場合ワーク２０の長さ計測はワーク把持部９が
完全にワーク２０を把持した時点からハンドラ７が降下
し始めこの定点から決められた前記のハンドラ７の停止
点までの移動量の積算値がそのままワーク２０の長さと
なる。− ｅ）ワーク２０の２木目からの長さの計測は、ワーク把
持部９が完全にワーク２０を把持した時点から、ハンド
ラ７が降下し始め、定点２１から決められた前記のハン
ドラ７の停止点までの移動量の積算値がそのままワーク
２０の長さとなる。

ｆ）これらのワークごとの長さをそれぞれの記憶器の中
に番地を付けて記憶させておく。

ｇ）同時にこれらを全部積算した値を表示信号として送
り出す。

ｈ）位置センサ３の積算値と定点距離計測センサ８の信
号とによって、長さの重複計測を行い、精度の確認を行
うシステムを各機能ブロックの中に包含しておき、誤差
が生ずると１位置センサの実際位置を定点距離計測セン
サの計測値によって補正する。

また、演算機の内部で上記５個の信号処理をして計測精
度の維持と安定性の向上、固定誤差のキャンセル等を行
う。

〔実施例〕

第１図は石油掘削作業の場合の本発明の実施例のブロッ
ク図、第２図はこのシステムフローチャートである。

ガイドレール１０に沿ってハンドラガイド部７ａに案内
されて移動するハンドラ７に位置センサ３が設置される
０位置センサ３としてはガイドレール１０に設けられた
ラック４に噛み合って回転するビニオン５の回転によっ
て得られたエンコーダ出力信号からハンドラの位置を検
出する装置を用いることができる。これはマグネスケー
ルと磁気センサその他の組合せにて行なうことも可能で
ある。

フロアベースを貫通して掘削しているストリングスの終
末端を把持して掘進を続けていたバーンドラ７は定点で
あるフロアベース２１から一定の距離に達すると降下を
停止する。定点距離計測センサ８はハンドラ７の定点２
１からの距離を計測しこの値をコンピュータなどの演算
機１１に送る。

ハンドラ７のワーク把持部９がワーク２０を完全に離し
たら把持確認センサｌ、２のＯＦＦ信号が演算４１１１
に送られる。

ハンドラ７は新しいワーク２０を取りに上昇しワーク２
０を供給するアームからワーク２０を受は取りその終端
を把持し、ストリングス２２終端にワーク２０の先端を
接続する。この時点で定点距離計測センサ８はハンドラ
７の定点からの距離を計測しその計測値を演算機１１に
送る。一方把持確認センサ１．２はワーク２０の把持確
認信号を演算＠１１に送信する。

ハンドラ７の動きに従って位置検出センサ３から構成さ
れる装置信号は、その動きを方向検出器６によって検知
され正負の信号に切換えられ常時演算機１１に送られて
いる。

把持確認センサｌは水平方向の把持力の確認信号を発信
し、把持確認センサ２は重力方向の保持力を確認する信
号を演算＠ｉｉに送っている。演算機１１はマイクロコ
ンピュータと同じ機能番有する記憶、計算、比較、演算
を行い前述の各信号を処理してハンドラ７の移動量のう
ち加算すべき位置信号と減算すべき位置信号および測長
には関係のない位置信号を選別して積算し、リアルタイ
ムでのストリングス先端より定点までの長さくｌｉｔ削
深度）の信号を発信する。

演算機１１にはストリングス２２におけるワークとワー
クとの接続点を示す信号の発信とこの信号より任意の長
さ分だけ前後させて信号を発生することができ、この任
意な長さは演算機１１に設けられであるコントロールパ
ネル１２上で容易に変更が可能である。

〔発明の効果〕

本発明方法により、ストリングスの正確な長さをリアル
タイムで測長することが可能となった。

従って、従来作業員の巻尺によるワークの１本ごとの長
さの計測、その記録、加減などを不要とし１、これら人
力に依存する誤差、誤認などを皆無にすることができた
。またワークの人力による測長時のワーク崩れの危険も
回避することができる。

さらに、リアルタイムでのストリングスの測長情報によ
り、信頼性の高い掘進深度が表示され。

ストリングスの上下方向の動きに対する数多くの情報を
数値的に入手でき、リアルタイムの測長からストリング
スの降下、上昇速度、加速度などを求めることも可能と
なり、これらの情報に応じて対処すべき掘進の諸作業が
合理的、能率的に施工できるようになった。

また、自動測長信号をストリングスの自動接続、切離し
の動作信号として利用することも可能となり、掘進作業
全体の合理化に貢献する効果を併せ奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施例のブロック図、第２図は本
発明方法の実施例のフローチャートである。 １．２・・・把持確認センサ ３・・・位置検出センサ ４・・・ラック ５・・・ピニオン ６・・・方向検出器 ７・・・ハンドラ ８・・・定点距離検出センサ ９・・・ワーク把持部 １０・・・ガイドレール １１・・・演算機 ２０・・・ワーク ２１・・・定点（フロアベース） ２２・・・ストリングス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ストリングスの接続操作を行うハンドラにワーク把
   持確認センサ、ストリングス長手方向位置検出センサ、
   およびハンドラ位置と定点間の距離計測センサを設け、
   前記把持確認センサからの信号によりストリングス長手
   方向位置検出センサの信号出力の加減演算を制御し、か
   つ該演算値を前記距離計測センサ出力信号と比較して補
   正し、ストリングスの定点からの長さをリアルタイム演
   算することを特徴とするストリングスの測長方法。