[發明專利]鉆具移動控制裝置、鉆井設備及鉆具移動控制方法

有效

• 申請號: 201910811365.5
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN110485947B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 肖文;張濤;葉術廣
• 申請（專利權）人: 湖南三一石油科技有限公司
• 主分類號: E21B19/14
• 分類號: E21B19/14;E21B19/15;E21B44/00;B25J9/16;B25J11/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 李青

1.一種鉆具移動控制裝置，其特征在于，所述鉆具移動控制裝置包括信息獲取模塊(1)、控制模塊(2)、第一驅動組件和機械手(5)；

所述信息獲取模塊(1)與所述控制模塊(2)連接，所述信息獲取模塊(1)用于獲取所述機械手(5)的位置信息、目的地(9)位置信息和障礙物(8)的位置信息，并將所獲取的信息發送給所述控制模塊(2)；

所述控制模塊(2)與所述第一驅動組件連接，所述控制模塊(2)用于接收所述信息獲取模塊(1)發送的信息，并根據該信息生成所述機械手(5)的移動路徑；

所述第一驅動組件用于在所述控制模塊(2)的控制下驅動所述機械手(5)沿著所述機械手(5)的移動路徑移動；

所述鉆具移動控制裝置還包括第二驅動組件(4)，所述第二驅動組件(4)與所述機械手(5)連接；

所述第二驅動組件(4)用于在所述第一驅動組件驅動機械手(5)沿設定的移動路徑移動的過程中，調整所述機械手(5)的姿態；

所述第二驅動組件(4)包括伸縮驅動件(41)和旋轉驅動件(40)；

所述伸縮驅動件(41)用于驅動所述機械手(5)伸長或者縮短；

所述旋轉驅動件(40)用于驅動所述機械手(5)自轉；

所述鉆具移動控制裝置還包括移動件(6)，所述機械手(5)安裝在所述移動件(6)上；所述機械手(5)包括手臂和用于夾持鉆具的夾爪，所述夾爪與所述手臂的一端連接，所述手臂的另一端轉動連接在所述移動件(6)上；

所述鉆具移動控制裝置還包括位置檢測組件(7)；

所述第一驅動組件、第二驅動組件(4)和所述控制模塊(2)均與所述位置檢測組件(7)連接，所述位置檢測組件(7)用于檢測所述機械手(5)調整姿態后所述機械手(5)的夾爪的移動量，并將檢測到的移動量發送給所述控制模塊(2)；

所述控制模塊(2)用于根據所述位置檢測組件(7)檢測到的移動量計算出所述機械手(5)的夾爪的實時位置信息；所述控制模塊(2)包括判斷模塊，所述判斷模塊用于根據所述機械手(5)的夾爪的實時位置信息判斷所述機械手(5)的夾爪是否會與前方障礙物(8)接觸，所述控制模塊(2)能夠在所述機械手(5)的夾爪會與前方障礙物(8)接觸時，根據所述機械手(5)的實時位置信息、目的地(9)位置信息和障礙物(8)的位置信息重新生成所述機械手(5)的移動路徑；

在計算出所述機械手(5)的夾爪的實時位置信息時，在鉆臺面上建立坐標系，并以所述機械手(5)的初始位置為坐標原點O，以所述移動件(6)的移動方向建立x坐標軸，并從坐標原點O處沿與x坐標軸垂直的方向建立y坐標軸；以所述機械手(5)的位于x坐標軸的一端為起點，將所述機械手(5)在該坐標系中逆時針轉過的角度記為Q，則所述夾爪的實時x坐標值根據以下公式計算得到：

X＝S-L×CosQ

所述夾爪的實時y坐標值根據以下公式計算得到：

Y＝S-L×SinQ

其中，X為所述夾爪的x坐標，Y為所述夾爪的y坐標，S為所述移動件(6)沿x軸行走的距離，L為所述手臂的長度，Q為所述機械手(5)在該坐標系中逆時針轉過的角度。

2.根據權利要求1所述的鉆具移動控制裝置，其特征在于，所述控制模塊(2)包括第一控制器(20)，所述第一控制器(20)與所述第一驅動組件連接，所述第一驅動組件用于在所述第一控制器(20)的控制下，驅動所述機械手(5)沿著所述機械手(5)的移動路徑移動。

3.根據權利要求2所述的鉆具移動控制裝置，其特征在于，所述控制模塊(2)還包括第二控制器(21)和第三控制器(22)；

所述機械手(5)與所述旋轉驅動件(40)連接，所述旋轉驅動件(40)與所述第二控制器(21)連接，所述旋轉驅動件(40)用于在所述第二控制器(21)的控制下驅動所述機械手(5)自轉；

所述第三控制器(22)與所述伸縮驅動件(41)連接，所述伸縮驅動件(41)與所述機械手(5)連接，所述伸縮驅動件(41)用于在所述第三控制器(22)的控制下驅動所述機械手(5)伸長或者縮短。

4.根據權利要求1-3任一項所述的鉆具移動控制裝置，其特征在于，所述位置檢測組件(7)包括第一檢測件(70)；

所述第一檢測件(70)與所述第一驅動組件連接，所述第一檢測件(70)用于檢測所述機械手(5)移動的距離。