[發明專利]一種釆用光電無接觸自動定位鉆桿接頭和檢測鉆桿接頭的裝備

有效

• 申請號: 202110255962.1
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113006716B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 劉晨潤;劉玉昌;常金維;張正龍;張軍剛
• 申請（專利權）人: 青島昌輝海洋智能裝備有限公司
• 主分類號: E21B19/18
• 分類號: E21B19/18;E21B47/00;E21B44/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請涉及一種釆用光電無接觸自動定位鉆桿接頭和檢測鉆桿接頭的裝備，屬于鉆桿控制設備的技術領域，其包括機械手，機械手一端連接有連接架，連接架固定連接有前夾緊架和后夾緊架，前夾緊架位于后夾緊架一側，前夾緊架連接有夾緊鉆桿接頭的母接頭的前夾緊組件，后夾緊架連接有夾緊鉆桿接頭的母接頭的后夾緊組件，連接架對應前夾緊架遠離后夾緊架一側連接有夾緊并轉動鉆桿接頭的公接頭的擰緊組件，還包括自動控制系統，所述自動控制系統包括距離檢測模塊、掃描控制模塊、波形計算模塊和夾緊控制模塊，本發明具有能夠準確地自動檢測并定位鉆桿接頭，保證夾緊位置準確的效果。

技術領域

本發明涉及鉆桿控制設備的技術領域，尤其是涉及一種釆用光電無接觸自動定位鉆桿接頭和檢測鉆桿接頭的裝備。

背景技術

目前鉆桿是一種尾部帶有螺紋的鋼管，用于連接鉆機地表設備和位于鉆井底端鉆磨設備或底孔裝置。鉆桿的用途是將鉆探泥漿運送到鉆頭，并與鉆頭一起提高、降低或旋轉底孔裝置。鉆桿必須能夠承受巨大的內外壓、扭曲、彎曲和振動。鉆桿接頭是鉆桿的組成部分，分公接頭和母接頭，連接在鉆桿管體的兩端。為避免接頭磨損造成斷鉆桿、脫扣等鉆井事故，必須在鉆桿母接頭上設有鉆桿接頭防磨帶。特別是脫扣的情況，一旦在抽出鉆桿時鉆機與鉆桿之間的摩擦力過小、鉆桿接頭沒有擰緊或者鉆機的夾緊裝置出現故障，都會使鉆桿落下，落入鉆孔內的鉆桿和鉆頭難以取出，會造成嚴重損失。

上述中的現有技術方案存在以下缺陷：鉆桿接頭如果連接不穩，極容易出現脫扣或鉆歪等事故，所以必須要在鉆桿接頭的連接處進行擰緊，但是目前自動化鉆機難以準確地夾緊鉆桿接頭的連接處并進行擰緊。

發明內容

為了能夠準確地夾緊鉆桿接頭的連接處，本申請提供一種釆用光電無接觸自動定位鉆桿接頭和檢測鉆桿接頭的裝備。

本申請提供的一種釆用光電無接觸自動定位鉆桿接頭和檢測鉆桿接頭的裝備采用如下的技術方案：

一種釆用光電無接觸自動定位鉆桿接頭和檢測鉆桿接頭的裝備，包括機械手，機械手一端連接有連接架，連接架固定連接有前夾緊架和后夾緊架，前夾緊架位于后夾緊架一側，前夾緊架連接有夾緊鉆桿接頭的母接頭的前夾緊組件，后夾緊架連接有夾緊鉆桿接頭的母接頭的后夾緊組件，連接架對應前夾緊架遠離后夾緊架一側連接有夾緊并轉動鉆桿接頭的公接頭的擰緊組件，還包括自動控制系統，所述自動控制系統包括距離檢測模塊、掃描控制模塊、波形計算模塊和夾緊控制模塊；

所述距離檢測模塊包括光電測距傳感器，光電測距傳感器檢測自身到鉆桿接頭之間的距離值，距離檢測模塊向波形計算模塊傳輸距離值；

所述掃描控制模塊接收輸入的指令后控制距離檢測模塊工作，并控制機械手帶動連接架沿鉆桿接頭移動方向移動，并向波形計算模塊傳輸連接架移動的行程信息；

所述波形計算模塊根據接收的距離值和行程信息繪制平面波形圖，波形計算模塊計算平面波形圖中變化最劇烈的區域并將該區域作為連接處區域，波形計算模塊獲取連接處區域的行程信息，根據連接處區域的行程信息計算連接處坐標區間，并將連接處坐標區間發送給夾緊控制模塊；

所述夾緊控制模塊根據獲取的連接處坐標區間控制機械手將前夾緊架和擰緊組件之間區域置于連接處坐標區間內。

通過采用上述方案，當需要機械手對鉆桿接頭進行上扣時，首先控制鉆桿接頭上下移動，讓光電測距傳感器對鉆桿接頭表面進行掃描，獲得模擬鉆桿接頭表面形狀的波形圖，系統根據波形圖自動計算連接處位置并控制裝備夾緊連接處。保證能夠準確夾緊鉆桿接頭連接處，擰緊效果穩定，在需要卸扣時也能夠同樣進行定位，減少脫扣發生的可能。

優選的，光電測距傳感器固定連接于前夾緊架，連接架對應后夾緊架遠離前夾緊架一側固定連接有清潔架，清潔架對應光電測距傳感器正下方位置處固定連接有驅動電機，驅動電機的輸出軸固定連接有換向器，換向器另一端固定連接有傳動軸，傳動軸固定連接有清潔輪，清潔輪固定連接有多個清潔葉片，當鉆桿接頭位于后夾緊架內時，清潔葉片均能夠抵接鉆桿接頭。