[發(fā)明專利]一種鉆具接頭激光定位系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010762038.8
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN112033353B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴峰;朱賀昱;郭勇;李亞琦;鄒劍英
• 申請（專利權(quán)）人: 北京捷杰西石油設(shè)備有限公司
• 主分類號: G01C3/20
• 分類號: G01C3/20
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發(fā)明屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆具接頭激光定位控制方法。該鉆具接頭激光定位系統(tǒng)，用于獲取鉆具的接頭與鉆臺面的垂直距離信息，鉆具接頭激光定位系統(tǒng)位于司鉆房內(nèi)，該鉆具接頭激光定位系統(tǒng)包括激光發(fā)射裝置和控制裝置。激光發(fā)射裝置包括電機，激光器，以及編碼器，激光器產(chǎn)生的激光照射于位于司鉆房外部的鉆具上，控制裝置分別與電機和編碼器電性連接，編碼器用于獲取電機的旋轉(zhuǎn)運動信息，控制裝置用于基于電機的旋轉(zhuǎn)運動信息得到鉆具的接頭與鉆臺面的垂直距離信息。由此，該鉆具接頭激光定位系統(tǒng)，能夠快速確定鉆具的接頭的位置，提高鉆具操作設(shè)備的自動化程度進而提高了石油鉆井作業(yè)的工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉆具接頭激光定位控制方法。

背景技術(shù)

隨著石油鉆井作業(yè)自動化水平的提高，自動化鉆具操作設(shè)備(如頂驅(qū)、鐵鉆工、鉆臺面機械手等)被越來越廣泛地應(yīng)用。

目前，鉆井平臺上主要由司鉆和鉆工負責(zé)操作各種鉆具操作設(shè)備，通過手動操作，使設(shè)備對準鉆具的接頭，以實現(xiàn)鉆具的夾緊、上升、下降、上扣、卸扣等操作，且在操作不同設(shè)備時，需要重新對準鉆具的接頭，操作費時，影響效率，且存在較大的人為操作失誤的可能性。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提供一種鉆具接頭激光定位控制方法，能夠快速確定鉆具的接頭的位置，提高鉆具操作設(shè)備的自動化程度進而提高了石油鉆井作業(yè)的工作效率。

(二)技術(shù)方案

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

本發(fā)明提供一種鉆具接頭激光定位控制方法，包括如下步驟；

S1、控制裝置接收啟動指令后，控制電機運轉(zhuǎn)，獲取第一夾角θ₀信息和根據(jù)編碼器輸出的信息獲取的第二夾角Δθ信息，第一夾角θ₀為激光發(fā)射裝置發(fā)出的照射在鉆具上的第一光線與激光發(fā)射裝置所處水平面之間的角度，第二夾角Δθ為第一光線與激光發(fā)射裝置發(fā)出的照射在鉆具的接頭的第二光線之間的角度；

S2、控制裝置根據(jù)步驟S1中第一夾角θ₀、第二夾角Δθ，預(yù)先已知的激光器安裝高度h、預(yù)先已知的第一光線照射在鉆具上的第一光線距離鉆臺面的高度h₀、預(yù)先已知的激光器安裝位置與鉆臺井口中心水平距離m和預(yù)先已知的偏移量Δh獲取鉆具的接頭與鉆臺面的實際垂直距離h₁。

優(yōu)選地，S2包括如下步驟：

S21、控制裝置根據(jù)S1中第一夾角θ₀、第二夾角Δθ和預(yù)先已知的激光器安裝高度h、為預(yù)先已知第一光線照射在鉆具上的第一光線距離鉆臺面的高度h₀、預(yù)先已知的激光器安裝位置與鉆臺井口中心水平距離m獲取鉆具的接頭與鉆臺面的預(yù)估垂直距離h₁′；

S22、控制裝置根據(jù)S1中第一夾角θ₀、第二夾角Δθ，S21中的鉆具的接頭與鉆臺面的預(yù)估垂直距離h₁′和預(yù)設(shè)的偏移量Δh，采用公式(1)獲取鉆具的接頭與鉆臺面的實際垂直距離h₁；

h₁＝h₁′-Δh (1)。

優(yōu)選地，S1包括：

根據(jù)預(yù)先已知的激光器安裝高度h、為預(yù)先已知第一光線照射在鉆具上的第一光線距離鉆臺面的高度h₀和預(yù)先已知的激光器安裝位置與鉆臺井口中心水平距離m，采用公式(2)獲取第一夾角θ₀信息；

優(yōu)選地，S1包括：