[發明專利]一種基于機器視覺的油管長度測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202011381900.7
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112595237A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 艾信;陸梅;于洋;田殿龍;閆娟;樊晨;吳利利;魏小林;劉天宇;李明江
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 李新苗

本發明屬于石油行業測量技術領域，具體涉及一種基于機器視覺的油管長度測量裝置及方法，包括支架、平衡滑軌和視頻采集處理器，所述平衡滑軌設于支架上方，所述視頻采集處理器可沿平衡滑軌自由移動，所述視頻采集處理器與平衡滑軌通過鎖緊裝置固定連接。其中支架為可伸縮支架，在不測量狀態下，可存納至平衡滑軌底部空間，視頻采集處理器可在平衡滑軌上自由移動，調整監測視角，調整后固定。本發明應用機器視覺原理，基于特征圖像識別的方法，可實現油管長度的連續在線非接觸計量，具有故障率低、測量精度高、測試效率高的特點。同時該發明可以實現現場視頻信號實時采集，方便監控現場施工作業，確保施工質量與進度。

技術領域

本發明屬于石油行業測量技術領域，具體涉及一種基于機器視覺的油管長度測量裝置及方法。

背景技術

隨著油田進入勘探開發后期，產量逐年遞減，降本增效提上日程，越來越多的修復油管投入生產使用，井下油管長度參差不齊，但下井油管長度的測量對及時掌握生產進度、調整生產工藝，以及精確定位抽油泵、射孔設備等在井下的位置都是十分重要，尤其對連續管鉆井更是不可或缺的。那么如何精確測量下井油管的長度一直是人們普遍關心的問題。

傳統測量方法有單管測量和連續管測量。單管測量即是在地面上測量每根油管的長度，再通過累計的方法確定下井油管的總長度，主要有“皮尺(或鋼卷尺) 測量法”、“激光測量法”、“磁渦流測長法”，這幾種方法不僅本身存在各種缺陷，而且無法解決累積誤差的問題，也不能實現連續在線測量，測量效率低下。連續管測量，即是在井架上安裝某種測量裝置，用其對下井油管長度進行在線測量。國內有關研究人員先后研制了“接觸式油管長度在線連續測量儀”等，由于這些在線測量裝置皆存在測量誤差大、現場安裝不便、易損壞等各種問題，均未能得到有效的推廣應用，因此，到目前為止，油田上仍主要采用傳統的人工拉皮尺的方法來測量油管長度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于機器視覺的油管長度測量裝置，克服現有技術中存在的上述技術問題。

本發明的另一個目的在于提供一種基于機器視覺的油管長度測量方法，有效提高油管的計量精度、減輕工人的勞動強度，而且可節約生產成本、提高生產效率和經濟效益。

為此，本發明提供的技術方案如下：

一種基于機器視覺的油管長度測量裝置，包括支架、平衡滑軌和視頻采集處理器，所述平衡滑軌設于支架上方，所述視頻采集處理器可沿平衡滑軌自由移動，所述視頻采集處理器與平衡滑軌通過鎖緊裝置固定連接。

所述視頻采集處理器包括雙目攝模組、視頻采集模塊、視頻處理模塊、視頻存儲模塊、特征圖像處理模塊、主控制器、數據存儲模塊、通信模塊和顯示模塊；

所述視頻處理模塊、數據存儲模塊、通信模塊、特征圖像處理模塊和顯示模塊均與主控制器電信號連接，所述雙目攝像組電連接視頻采集模塊，所述視頻采集模塊電連接視頻處理模塊，所述視頻處理模塊電連接視頻存儲模塊。

所述支架為可伸縮支架，所述可伸縮支架為三個，分別為第一可伸縮支架、第二可伸縮支架和第三可伸縮支架，三個可伸縮支架的頂部均與平衡滑軌的頂端連接形成三腳架結構。

所述平衡滑軌的下部設有放置腔，所述支架的頂部設于放置腔內且與平衡滑軌鉸接。

一種基于機器視覺的油管長度測量方法，采用基于機器視覺的油管長度測量裝置，包括以下步驟：

步驟1)對雙目攝模組中的左攝像機和右攝像機進行標定，并保持兩攝像機的相對位置不變；

步驟2)左攝像機和右攝像機實時同步獲取現場影像，通過識別油管接箍對下入井底油管進行計數，然后通過特征圖像處理模塊得到對應油管長度，直至所有油管下入井底，最后由主控制器計算得到總的油管長度。

步驟2)中所述通過特征圖像處理模塊得到對應油管長度的過程如下：