[發明專利]一種實現鉆機精確對接的方法

無效

• 申請號: 200910083959.5
• 申請日: 2009-05-12
• 公開（公告）號: CN101550806A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 王柏雄;康健;劉濤;崔園園;羅秀芝
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: E21B15/00
• 分類號: E21B15/00;F16B7/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 何文彬

1.一種實現鉆機精確對接的方法，其特征在于，無磁鉆機的測量桿上安裝有傳感器、有 磁鉆機的磁力桿上安裝有磁鐵，所述方法包括：

通過所述傳感器檢測所述磁鐵在Y軸和Z軸方向上的磁感應強度變化趨勢，判斷得到所 述磁力桿所處所述測量桿的象限區域，所述象限區域用于表示所述磁力桿和所述測量桿的相 對位置；令所述磁力桿保持不動，設定一個固定角度θ₁，在所述磁力桿所處所述測量桿的象 限的順時針的上一象限內，使測量桿的工具面向角從0度開始每隔θ₁度進行一次改變，每改 變一次則獲取相應的測量角度的磁感應強度值；根據所述獲取的各個測量角度的磁感應強度 值，得到各個測量角度的Y方向對接區內的磁感應強度值；

令所述磁力桿沿其軸向后撤到對接區外，將所述工具面向角恢復到0度；

當所述工具面向角恢復到0度后，使所述工具面向角從0度開始每隔θ₁度進行一次改變， 每改變一次則獲取相應的磁感應強度值；根據所述獲取的各個測量角度的磁感應強度值，得 到各個測量角度的Y方向對接區外的磁感應強度值；

根據所述得到的各個測量角度的Y方向對接區內的磁感應強度值、所述Y方向對接區外 的磁感應強度值，得到各個測量角度的磁感應強度差值；

根據各個測量角度的磁感應強度差值，獲取所述磁感應強度差值中的最大值；并根據所 述獲取的最大值，得到所述最大值對應的測量角度值θ_max，所述測量角度值θ_max為測量桿和 磁力桿所在的軸向平面和參考水平面的夾角；

根據所述最大值對應的測量角度值θ_max，將所述測量桿的所述工具面向角調整為θ_max， 獲取所述傳感器的磁感應強度值；

根據獲取的磁感應強度值，獲取X方向對接區外的磁感應強度值和Y方向對接區外的磁 感應強度值；

令所述磁力桿沿軸向前進進入對接區，設定一個固定的長度l₂，使所述磁力桿從進入對接 區開始，每前進l₂則所述測量桿進行一次磁感應強度值的測量，獲取各測量位置的磁感應強 度值；

根據獲取的各測量位置的磁感應強度值，獲取各測量位置的X方向對接區內的磁感應強 度值和Y方向對接區內的磁感應強度值；

根據將各測量位置對應的X方向對接區內的磁感應強度值和X方向對接區外的磁感應強 度值，得到X方向差值；根據各測量位置對應的Y方向對接區內的磁感應強度值和所述Y 方向對接區外的磁感應強度值，得到Y方向差值；

根據所述X方向差值、所述Y方向差值，得到各測量位置對應的擬合曲線；

根據所述擬合曲線，得出Y方向磁感應強度差值為0的位置，所述位置為所述磁鐵和所 述傳感器在Y方向的共線點；

根據所述共線點對應的X方向的磁感應強度值和標定曲線，獲得Y方向測量桿和磁力桿 的軸間距；

根據所述獲取的夾角和所述軸間距，實現所述磁力桿和所述測量桿的對接；

其中，所述標定曲線通過對所述磁鐵中心點的徑向各點磁感應強度進行標定得到。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述獲取的夾角和所述軸間距，實 現所述磁力桿和所述測量桿的對接，之前還包括：

根據所述磁鐵和所述傳感器的共線點，獲得所述磁鐵從進入對接區起，沿軸向前進至所 述共線點時的移動距離；

相應地，所述根據所述獲取的夾角和所述軸間距，實現所述磁力桿和所述測量桿的對接， 還包括：

根據所述獲取的夾角、所述軸間距以及所述移動距離，實現所述磁力桿和所述測量桿的 對接。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述通過所述傳感器檢測所述磁鐵在Y軸 和Z軸方向上的磁感應強度變化趨勢，判斷得到所述磁力桿所處所述測量桿的象限區域，之 前所述方法還包括：

將所述磁力桿和所述測量桿的方位角調整為相同，所述磁力桿和所述測量桿的傾角都為 0；

令所述磁力桿和所述測量桿分別沿各自軸向相向直線前進；

當所述傳感器檢測的磁感應強度發生明顯變化時，判斷出所述磁力桿和所述測量桿已經 到達對接區，令所述磁力桿和所述測量桿均停止前進，將所述測量桿的工具面向角調整到0 度；

當所述測量桿的工具面向角調整到0度后，令所述磁力桿繼續沿軸向前進進入對接區。