[發(fā)明專利]鉆桿管壁加厚段輪廓線的測(cè)量裝置及測(cè)量方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110022443.7
• 申請(qǐng)日: 2011-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102175205A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于殿泓;李琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B21/20
• 分類號(hào): G01B21/20
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鉆桿管壁加厚段輪廓線的測(cè)量裝置，本發(fā)明還涉及一種鉆桿管壁加厚段輪廓線的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

目前石油的開(kāi)采基本上已經(jīng)進(jìn)入深層開(kāi)采時(shí)期，加之隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展和石油勘探開(kāi)發(fā)力度的加大，復(fù)雜井的鉆探工作量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢(shì)，伴之而來(lái)的鉆具失效事故時(shí)有發(fā)生。鉆具失效事故的發(fā)生，將直接導(dǎo)致延長(zhǎng)鉆井周期、增加開(kāi)采成本、造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人身安全等嚴(yán)重后果。因此，鉆桿參數(shù)的嚴(yán)格檢測(cè)勢(shì)在必行。

現(xiàn)有鉆桿管壁加厚段參數(shù)檢測(cè)最主要的方法是，由技術(shù)人員采用專用卡尺進(jìn)行手工檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果的人為因素影響大，測(cè)量精度低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鉆桿生產(chǎn)廠家的檢測(cè)需求，所以，探索一種效率高、精度適中、使用方便、性價(jià)比合理的鉆桿管壁加厚段參數(shù)檢測(cè)方法是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鉆桿管壁加厚段輪廓線的測(cè)量裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的手工檢測(cè)效率低、精度差、檢測(cè)結(jié)果的人為因素影響大的問(wèn)題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種鉆桿管壁加厚段輪廓線的測(cè)量方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種鉆桿管壁加厚段輪廓線的測(cè)量裝置，包括測(cè)量平臺(tái)和控制部分，在測(cè)量平臺(tái)上設(shè)置有拉伸位移傳感器、傾角傳感器和步進(jìn)電機(jī)，控制部分包括下位機(jī)、上位機(jī)、顯示器和控制面板，下位機(jī)分別與上位機(jī)、顯示器和控制面板同時(shí)連接；下位機(jī)還同時(shí)與拉伸位移傳感器、傾角傳感器和步進(jìn)電機(jī)分別連接；

所述的測(cè)量平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是，包括導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌的上表面兩端各設(shè)置有一支架，兩個(gè)支架上分別安裝有皮帶輪A和皮帶輪B，皮帶輪A和皮帶輪B之間傳動(dòng)連接有皮帶，導(dǎo)軌沿縱向的一段開(kāi)有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽兩端分別設(shè)置有限位開(kāi)關(guān)A和限位開(kāi)關(guān)B，導(dǎo)軌上套裝有滑動(dòng)拖板，滑動(dòng)拖板與皮帶固定連接，滑動(dòng)拖板與導(dǎo)向槽下方的測(cè)量橋板連接；皮帶輪B與步進(jìn)電機(jī)連接，滑動(dòng)拖板與拉伸位移傳感器連接，測(cè)量橋板上設(shè)置有傾角傳感器。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種鉆桿管壁加厚段輪廓線的測(cè)量方法，該方法利用一套測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)是，

包括測(cè)量平臺(tái)和控制部分，在測(cè)量平臺(tái)上設(shè)置有拉伸位移傳感器、傾角傳感器和步進(jìn)電機(jī)，控制部分包括下位機(jī)、上位機(jī)、顯示器和控制面板，下位機(jī)分別與上位機(jī)、顯示器和控制面板同時(shí)連接；下位機(jī)還同時(shí)與拉伸位移傳感器、傾角傳感器和步進(jìn)電機(jī)分別連接；

所述的測(cè)量平臺(tái)的結(jié)構(gòu)是，包括導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌的上表面兩端各設(shè)置有一支架，兩個(gè)支架上分別安裝有皮帶輪A和皮帶輪B，皮帶輪A和皮帶輪B之間傳動(dòng)連接有皮帶，導(dǎo)軌沿縱向的一段開(kāi)有導(dǎo)向槽，導(dǎo)向槽兩端分別設(shè)置有限位開(kāi)關(guān)A和限位開(kāi)關(guān)B，導(dǎo)軌上套裝有滑動(dòng)拖板，滑動(dòng)拖板與皮帶固定連接，滑動(dòng)拖板與導(dǎo)向槽下方的測(cè)量橋板連接；皮帶輪B與步進(jìn)電機(jī)連接，滑動(dòng)拖板與拉伸位移傳感器連接，測(cè)量橋板上設(shè)置有傾角傳感器，

所述的滑動(dòng)拖板通過(guò)燕尾導(dǎo)軌副與導(dǎo)軌滑動(dòng)連接，滑動(dòng)拖板通過(guò)連接彈簧向上與壓板連接，在滑動(dòng)拖板中間開(kāi)有一個(gè)通孔，通孔中穿過(guò)一連接桿，壓板通過(guò)連接桿與下方的測(cè)量橋板連接，測(cè)量橋板的下表面設(shè)置有行走的輪子，

利用上述的測(cè)量裝置，將測(cè)量平臺(tái)通過(guò)夾緊件安裝于被測(cè)鉆桿的加厚段內(nèi)腔上，并使得測(cè)量橋板位于加厚段內(nèi)腔內(nèi)，將測(cè)量平臺(tái)與控制部分的電源線及信號(hào)線連接好，運(yùn)行測(cè)量軟件使測(cè)量橋板到達(dá)起始測(cè)量位置，再按照以下步驟實(shí)施，

2.1)數(shù)據(jù)采集：上位機(jī)發(fā)送測(cè)量命令給下位機(jī)，下位機(jī)啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)拖板實(shí)現(xiàn)水平運(yùn)動(dòng)，測(cè)量橋板在加厚段內(nèi)表面上隨滑動(dòng)拖板一起沿被測(cè)母線移動(dòng)，這時(shí)拉伸位移傳感器所拾取的線位移原始數(shù)據(jù)和傾角傳感器所拾取的角位移原始數(shù)據(jù)，由下位機(jī)定時(shí)采集、存儲(chǔ)并實(shí)時(shí)顯示；

2.2)數(shù)據(jù)傳輸：待測(cè)量范圍內(nèi)指定被測(cè)母線的原始數(shù)據(jù)采集完畢，步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)；上位機(jī)發(fā)送原始數(shù)據(jù)傳輸命令，下位機(jī)將本次被測(cè)母線的測(cè)量原始數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)并顯示傳送狀態(tài)；

2.3)數(shù)據(jù)處理：上位機(jī)將線位移-角位移原始數(shù)據(jù)組成的坐標(biāo)換算為直角坐標(biāo)，采用最小二乘法分段進(jìn)行直線擬合，得出被測(cè)鉆桿的加厚段的被測(cè)母線的輪廓線，并顯示在顯示器的屏幕上。

本發(fā)明的有益效果是，測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，安裝攜帶方便；整個(gè)測(cè)量過(guò)程和數(shù)據(jù)分析處理由測(cè)量軟件實(shí)現(xiàn)，能夠保證精度，測(cè)量效率顯著提高。本發(fā)明方法能夠快速準(zhǔn)確地測(cè)得確定位置的坐標(biāo)值，該坐標(biāo)并非傳統(tǒng)的平面位移笛卡兒坐標(biāo)，而是線位移量和角位移量組成的坐標(biāo)，根據(jù)依次獲得的這一系列坐標(biāo)數(shù)據(jù)，便可描繪出鉆桿被測(cè)段輪廓線(母線)，再經(jīng)過(guò)軟件分析處理，得出合理的結(jié)果評(píng)價(jià)。

附圖說(shuō)明