一种核测井仪器用自动装卸源控制系统及方法技术方案

本发明专利技术属于油气测井技术领域，公开了一种核测井仪器用自动装卸源控制系统及方法，桁架机械手末端通过螺栓固定有工作台，工作台上表面左侧安装有源盒装卸机械手，右侧安装有压紧螺钉装卸机械手，工作台上表面靠近两个机械手内侧通过螺栓均安装有对射式光电传感器；桁架机械手四角通过螺栓固定在支架上，支架前侧两根支脚中间通过螺栓固定有横梁，横梁上端右侧固接有辅助工装，靠近辅助工装侧支脚后侧通过螺栓安装有监控摄像头；支架前附近放置有定位装置，定位装置上部固定有仪器。本发明专利技术避免了装卸源过程中操作人员受强源照射的可能性；针对不同类型的仪器，更改安装孔相对桁架机械手坐标系的坐标，可实现不同类型仪器的通用。

【技术实现步骤摘要】
一种核测井仪器用自动装卸源控制系统及方法
本专利技术属于油气测井
，尤其涉及一种核测井仪器用自动装卸源控制系统及方法。
技术介绍
目前，在油气测井领域，中子、伽马类核测井仪器广泛应用于工程现场。目前核测井仪器装卸放射源采用人工装卸的方法，由于测井、刻度用放射源活度较大，对操作人员人身健康造成较大危害。为尽可能减小放射源对操作人员的危害，一般在装卸源操作时人员需佩戴铅衣、铅手套等防护用具，采用特制加长的装卸源工具进行操作。防护用具及装卸源工具的使用在一定程度上能减少操作人员受到的照射，但从根本上仍存在屏蔽防护能力不足的问题；同时，为缩短总的作业时间，对操作人员的熟练程度提出了相当的要求。根据辐射防护三要素，装卸源过程中操作人员应该与源保持尽可能远的距离、较短的操作时长及采用必要的防护措施。因此，操作人员在进行装卸源操作时使用特制加长装卸源工具并佩戴铅衣、铅手套进行操作。已有研究报告指出，假定操作人员使用模拟源进行了多次有效的训练并具备相当的操作经验，在此条件下进行模拟计算，操作一次18Ci的Am—Be中子源操作人员所受辐射剂量约为1.8-2.3mSv，操作一次2Ci的Cs-137伽马源操作人员所受辐射剂量约0.6-1.0mSv。我国放射卫生防护基本标准中，采用了ICRP推荐规定的限值，为防止随机效应，规定放射性工作人员受到全身均匀照射时的年剂量当量不应超过50mSv(5rem)，连续5年平均年剂量当量不应超过20mSv(2rem)。显然，人工装卸放射源的方法使操作人员短时受到的强源照射剂量较大。更要引起注意的是，在放射性仪器的生产、验收和现场刻度、测井过程中，装卸放射源操作频次并无规律可言，往往出现短时间集中操作的现象，此时人员受到的照射量在此基础上会成倍增加。因此，目前对此类装卸源操作人员采用了轮换作业、个人受照剂量严格监控等方法来降低辐射对人员人身健康的危害。这些都无形中增加了人工及管理成本。此外，人员受照射的强度与离源的距离呈平方反比的关系，因此在装卸源过程中操作人员使用特制加长的装卸源工具进行操作，一般地，工具长度为800-1000mm。由于工具悬伸较长，操作人员作业时操作较为不便。同时，为尽量减少过程中不必要的时间浪费，通常工具设置为两端式，即拧紧和拆卸工具集成在长杆的两端，操作时须翻转工具，操作较为复杂。综上所述，现有技术存在的问题是：（1）采用人工装卸的方法，短时强照射会对操作人员人身健康造成较大危害。（2）现有的防护用具及装卸源工具操作复杂，不易使用。解决上述技术问题的难度：更改作业方式，由人工装卸源改为机械自动化装源；源盒及源螺钉、压紧螺钉等尺寸较小，不利于自动化改造；对不同种类的仪器，源安装的位置不同，须考虑不同种类仪器的兼容。解决上述技术问题的意义：从根本上避免了操作人员直接受强源照射的可能性，保护了人员的人身健康；降低了相关单位或公司在人员、管理上的成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种适用于37/57系列密度测井仪器的自动装卸源控制系统及方法。本专利技术是这样实现的，一种核测井仪器用自动装卸源控制系统，所述核测井仪器用自动装卸源控制系统包括：一桁架机械手，用于实现沿着支架空间内沿X/Y/Z轴的运动；一源盒装卸机械手，用于实现源盒的自动化装卸；一压紧螺钉装卸机械手，用于实现压紧螺钉的自动化装卸；一辅助工装，用于辅助所述源盒装卸机械手和压紧螺钉装卸机械手完成的自动化装卸；一定位装置，用于微调仪器的安装时的夹角度；一操控台，用于控制所述桁架机械手、源盒装卸机械手、压紧螺钉装卸机械手、辅助工装和定位装置；其中，所述桁架机械手通过滑轨活动设置在支架的顶部，并可沿着滑轨前后移动，所述桁架机械手的下端设有能够上下移动的工作台，所述源盒装卸机械手和压紧螺钉装卸机械手设置在所述工作台上；所述定位装置设置在所述支架的前端，所述辅助工装设置在位于所述定位装置与所述的所述工作台之间的所述支架的横梁上，靠近辅助工装侧支脚的衡量端部设有第三摄像头；所述操控台与所述桁架机械手、源盒装卸机械手、压紧螺钉装卸机械手、辅助工装、定位装置和第三摄像头控制连接。进一步，所述压紧螺钉装卸机械手包括第一驱动电机、第一一级减速机构、第一扭矩传感器、第一转接头、第一接近式光电传感器、压紧螺钉装卸套筒和第一摄像头；所述第一驱动电机输出端与所述一级减速机构的一端连接，所述一级减速机构的另一端与所述第一扭矩传感器的一端连接，所述第一扭矩传感器的另一端与所述第一转接头的一端连接；所述第一转接头中部安装有第一接近式光电传感器，所述第一转接头的另一端与所述压紧螺钉装卸套筒的一端固接，所述第一扭矩传感器外部设置有第一支架，所述第一支架固定在所述工作台的一端，所述第一支架的顶部设有第一摄像头；所述第一驱动电机、第一扭矩传感器、第一接近式光电传感器和第一摄像头与所述控制台连接。进一步，所述源盒装卸机械手包括第二驱动电机、第二一级减速机构、第二扭矩传感器、第二转接头、第二接近式光电传感器、源盒装卸套筒和第二摄像头其中，所述二驱动电机的输出端与所述第二一级减速机构的一端连接，所述第二一级减速机构的另一端与所述第二扭矩传感器一端连接，所述第二扭矩传感器的另一端所述第二转接头的一端连接；所述第二转接头上第二接近式光电传感器，所述第二转接头的另一端与所述源盒装卸套筒的一端固接，且源盒装卸套筒与第二转接头之间设置有弹簧，源盒装卸套筒相对第二转接头可前后运动；所述扭矩传感器外部设置有第二支架，所述第二支架固定在工作台的另一端，所述第二支架的顶部设有第二摄像头；所述第二驱动电机、第二扭矩传感器、第二接近式光电传感器和第二摄像头与所述控制台连接。进一步，所述辅助工装包括一组第一对射式光电传感器、一组第二对射式光电传感器和辅助工装主体，所述第一对射式光电传感器和第二对射式光电传感器分别安装在位于所述源盒装卸机械手和压紧螺钉装卸机械手一侧的所述工作台和辅助工装主体上，且第一对射式光电传感器和第二对射式光电传感器处于同一水平高度，位于所述辅助工装主体的所述第二对射式光电传感器的一侧设有备用压紧螺钉，另一侧设置有源罐。进一步，所述定位装置包括固定框架、旋转结构、打压泵头和小型液压站，其中，所述固定框架的上部通过设置有旋转结构，所述旋转结构上安装有打压泵头，打压泵头通过液压管路连接有小型液压站；且所述旋转结构用于当仪器装夹角度不正时进行微调，其调整角度范围为±180度。进一步，所述压紧螺钉套筒内设还有有磁铁。本专利技术的另一目的是提供一种上述核测井仪器用自动装卸源控制系统的核测井仪器用自动装卸源控制方法，该方法具体包括以下步骤：首先，源盒装卸套筒的前后运动能够使接近式光电传感器产生0或1两种信号；当源盒装卸套筒上螺杆在旋入源盒时，使源盒装卸套筒与源盒端面接触，之后工作台整体向前运动5mm，使源盒装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核测井仪器用自动装卸源控制系统，其特征在于，所述核测井仪器用自动装卸源控制系统包括：/n一桁架机械手，用于实现沿着支架空间内沿X/Y/Z轴的运动；/n一源盒装卸机械手，用于实现源盒的自动化装卸；/n一压紧螺钉装卸机械手，用于实现压紧螺钉的自动化装卸；/n一辅助工装，用于辅助所述源盒装卸机械手和压紧螺钉装卸机械手完成的自动化装卸；/n一定位装置，用于微调仪器的安装时的夹角度；/n一操控台，用于控制所述桁架机械手、源盒装卸机械手、压紧螺钉装卸机械手、辅助工装和定位装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种核测井仪器用自动装卸源控制系统，其特征在于，所述核测井仪器用自动装卸源控制系统包括：
一桁架机械手，用于实现沿着支架空间内沿X/Y/Z轴的运动；
一源盒装卸机械手，用于实现源盒的自动化装卸；
一压紧螺钉装卸机械手，用于实现压紧螺钉的自动化装卸；
一辅助工装，用于辅助所述源盒装卸机械手和压紧螺钉装卸机械手完成的自动化装卸；
一定位装置，用于微调仪器的安装时的夹角度；
一操控台，用于控制所述桁架机械手、源盒装卸机械手、压紧螺钉装卸机械手、辅助工装和定位装置。


2.根据权利要求1所述的核测井仪器用自动装卸源控制系统，其特征在于，所述桁架机械手通过滑轨活动设置在支架的顶部，并可沿着滑轨前后移动，所述桁架机械手的下端设有能够上下移动的工作台，所述源盒装卸机械手和压紧螺钉装卸机械手设置在所述工作台上；
所述定位装置设置在所述支架的前端；
所述辅助工装设置在位于所述定位装置与所述的所述工作台之间的所述支架的横梁上，靠近辅助工装侧支脚的衡量端部设有第三摄像头；
所述操控台与所述桁架机械手、源盒装卸机械手、压紧螺钉装卸机械手、辅助工装、定位装置和第三摄像头控制连接。


3.根据权利要求2所述的核测井仪器用自动装卸源控制系统，其特征在于，所述压紧螺钉装卸机械手包括第一驱动电机、第一一级减速机构、第一扭矩传感器、第一转接头、第一接近式光电传感器、压紧螺钉装卸套筒和第一摄像头；
所述第一驱动电机输出端与所述一级减速机构的一端连接，所述一级减速机构的另一端与所述第一扭矩传感器的一端连接，所述第一扭矩传感器的另一端与所述第一转接头的一端连接；
所述第一转接头中部安装有第一接近式光电传感器，所述第一转接头的另一端与所述压紧螺钉装卸套筒的一端固接，所述第一扭矩传感器外部设置有第一支架，所述第一支架固定在所述工作台的一端，所述第一支架的顶部设有第一摄像头；
所述第一驱动电机、第一扭矩传感器、第一接近式光电传感器和第一摄像头与所述控制台连接。


4.根据权利要求3所述的核测井仪器用自动装卸源控制系统，其特征在于，所述源盒装卸机械手包括第二驱动电机、第二一级减速机构、第二扭矩传感器、第二转接头、第二接近式光电传感器、源盒装卸套筒和第二摄像头；
其中，所述二驱动电机的输出端与所述第二一级减速机构的一端连接，所述第二一级减速机构的另一端与所述第二扭矩传感器一端连接，所述第二扭矩传感器的另一端所述第二转接头的一端连接；
所述第二转接头上第二接近式光电传感器，所述第二转接头的另一端与所述源盒装卸套筒的一端固接，且源盒装卸套筒与第二转接头之间设置有弹簧，源盒装卸套筒相对第二转接头可前后运动；
所述扭矩传感器外部设置有第二支架，所述第二支架固定在工作台的另一端，所述第二支架的顶部设有第二摄像头；
所述第二驱动电机、第二扭矩传感器、第二接近式光电传感器和第二摄像头与所述控制台连接。


5.根据权利要求4所述的核测井仪器用自动装卸源控制系统，其特征在于，所述辅助工装包括一组第一对射式光电传感器、一组第二对射式光电传感器和辅助工装主体，
所述第一对射式光电传感器和第二对射式光电传感器分别安装在位于所述源盒装卸机械手和压紧螺钉装卸机械手一侧的所述工作台和辅助工装主体上，且第一对射式光电传感器和第二对射式光电传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑健，底青云，陈文轩，张文秀，袁文强，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11