钻杆检测方法、钻进深度自动化测量方法、系统及钻机技术方案

本申请涉及一种钻杆检测方法、钻进深度自动化测量方法、系统及钻机，涉及钻探工程的领域，测量方法包括检测孔口处是否有钻杆；通过测量钢丝绳的张力以判断添加的从动钻杆是否被吊起；当孔口处检测到有钻杆且从动钻杆被吊起时，启动钢丝绳编码器，钢丝绳编码器用于检测钢丝绳经过钢丝绳编码器的行进长度；当孔口处未检测到钻杆时，停止钢丝绳编码器并反馈钢丝绳编码器从启动到停止过程中所测量的长度测量信息；将长度测量信息与预设的钻杆数据库中的钻杆长度信息进行匹配，将最接近长度测量信息的钻杆长度信息作为该添加的从动钻杆的长度。本申请能够自动对钻杆的长度进行测算，同时可得出是否处于加钻杆的状态，并可较为精确的得出钻进深度。确的得出钻进深度。确的得出钻进深度。

【技术实现步骤摘要】
钻杆检测方法、钻进深度自动化测量方法、系统及钻机


[0001]本申请涉及钻探工程的领域，尤其是涉及一种钻杆检测方法、钻进深度自动化测量方法、系统及钻机。

技术介绍

[0002]随着大数据、人工智能、云计算、移动互联等新兴科技正在高速与传统行业融合，在资源勘探与开发工作中，越来越多的钻机实现了钻进过程中的自动化控制，将基础的钻具行为变为控制逻辑从而实现自主执行，大大减少了现场施工的人工成本。
[0003]但是钻探过程是钻具与地层极其复杂的交互过程，尤其是在针对于钻进深度的测量上，许多的测量系统均无法较好的对其进行实时测量，一般来说，需要人工核算从动钻杆的长度，并累加位于孔洞中的所有从动钻杆的长度来得到钻进深度，难以实现自动化测量的目的。

技术实现思路

[0004]为了能够自动化对从动钻杆的长度进行测算，并较为精确的得出钻进深度，本申请提供一种钻杆检测方法、钻进深度自动化测量方法、系统及钻机。
[0005]第一方面，本申请提供的一种钻杆检测方法采用如下的技术方案：一种钻杆检测方法，包括：检测钻机平台上的孔口处是否有钻杆；通过测量钢丝绳的张力以判断添加的从动钻杆是否被吊起；当孔口处检测到有钻杆且从动钻杆被吊起时，启动钢丝绳编码器，所述钢丝绳编码器用于检测钢丝绳经过钢丝绳编码器的行进长度；当孔口处未检测到钻杆且钢丝绳与从动钻杆断开时，停止钢丝绳编码器并反馈钢丝绳编码器从启动到停止过程中所测量的长度测量信息；将长度测量信息与预设的钻杆数据库中的钻杆长度信息进行匹配，将最接近长度测量信息的钻杆长度信息作为该添加的从动钻杆的长度。
[0006]通过采用上述技术方案，通过对张力的测量以及孔口处的测量而采用自动化的方式判断从动钻杆是否被吊起，再通过钢丝绳编码器累计的读数长度来粗略估计从动钻杆的长度。进一步地通过在钻杆数据库中匹配长度最接近的数据来对从动钻杆的长度进行较为精确的判断，从而降低传感器的测量精度要求，在具有误差的情况下也能较好的测算从动钻杆的长度。
[0007]优选的，通过测量钢丝绳的张力以判断添加的从动钻杆是否被吊起的方法包括：获取预设的钻杆数据库中的最短的从动钻杆所对应的吊起拉力信息，所述吊起拉力信息为最短的从动钻杆被吊起时钢丝绳的张力；获取当前钢丝绳的张力信息；将当前钢丝绳的张力信息与阈值张力信息进行比较，当当前钢丝绳的张力信息大
于阈值张力信息时，判定添加的从动钻杆被吊起；其中，所述阈值张力信息与吊起拉力信息相关联且小于吊起拉力信息。
[0008]优选的，判断所述钢丝绳与从动钻杆断开的方法包括：将当前钢丝绳的张力信息与阈值张力信息进行比较，当当前钢丝绳的张力信息小于阈值张力信息时，判定钢丝绳与从动钻杆断开。
[0009]通过采用上述技术方案，这种设计方式可以有效地判定从动钻杆是否被吊起，提高了测试过程中的精确度，不容易发生误判的情况。
[0010]优选的，位于所述钻机平台上且位于孔口的一侧设置有用于检测钻杆的超声传感器，所述超声传感器具有预设的检测范围，所述检测范围的最小值与最大值分别为所述超声传感器距离孔口的最小值与最大值。
[0011]通过采用上述技术方案，这种设置方式可以较为精确的对孔口范围内对的钻杆进行测量，提高检测精确度。
[0012]第二方面，本申请提供的一种钻进深度自动化测量方法采用如下的技术方案：一种钻进深度自动化测量方法，所述钻进深度包括从动钻杆钻进深度与主动钻杆钻进深度，包括：检测钻机平台上的孔口处是否有钻杆；通过测量钢丝绳的张力以判断添加的从动钻杆是否被吊起；当孔口处检测到有钻杆且从动钻杆被吊起时，启动钢丝绳编码器，所述钢丝绳编码器用于检测钢丝绳经过钢丝绳编码器的行进长度；当钢丝绳与从动钻杆断开时，停止钢丝绳编码器并反馈钢丝绳编码器从启动到停止过程中所测量的长度测量信息；当孔口处未检测到钻杆且钢丝绳与从动钻杆断开时，将长度测量信息与预设的钻杆数据库中的钻杆长度信息进行匹配；将最接近长度测量信息的钻杆长度信息作为该添加的从动钻杆的长度并累计至从动钻杆钻进深度信息中；判定钻头与地层是否接触；当判定钻头与地层接触后，获取卡盘于当前高度处的初始点信息，并根据初始点信息计算卡盘高度的初始值信息；在当卡盘下行过程中，获取当前状态下卡盘高度的当前值信息；根据卡盘单次由上至下行进时所获取的初始值信息与当前值信息实时计算主动钻杆钻进深度信息；将主动钻杆钻进深度信息与从动钻杆钻进深度信息求和以获取钻进深度信息。
[0013]通过采用上述技术方案，通过对张力的测量以及孔口处的测量而采用自动化的方式判断从动钻杆是否被吊起，再通过钢丝绳编码器累计的读数长度来粗略估计从动钻杆的长度。进一步地通过在钻杆数据库中匹配长度最接近的数据来对从动钻杆的长度进行较为精确的判断，从而降低传感器的测量精度要求，在具有误差的情况下也能较好的测算从动钻杆的长度。而通过对各从动钻杆的长度的累计来计算得到钻进深度信息的方式也可以自动化对钻进深度进行测算，减少人工的介入。同时对于主动钻杆钻进深度检测的过程中，卡盘在下行过程中时，均是通过与主动钻杆上的卡槽卡接而将主动钻杆夹紧，在钻杆钻进的
过程中，主动钻杆也会下行对应的距离，并且反应在卡盘上的即为卡盘对应下行的距离。因而通过对卡盘的移动距离进行测算并更新作为参考的初始值信息，即可在卡盘下行的过程中实时计算得到主动钻杆钻进深度信息。
[0014]因而，通过这种方式可以自动化实时检测钻进深度。
[0015]优选的，当孔口处检测到有钻杆且钢丝绳与从动钻杆(8)断开时，判断主动钻杆是否与从动钻杆接触；当主动钻杆与从动钻杆接触时，获取卡盘于当前高度处的顶入初始值信息；在顶入完毕后，获取当前状态下卡盘高度的顶入当前值信息；根据初始值信息与顶入当前值信息计算顶入深度信息；将顶入深度信息与长度测量信息求和并与预设的钻杆数据库中的钻杆长度信息进行匹配，将最接近顶入深度信息与长度测量信息之和的钻杆长度信息作为该添加的从动钻杆的长度并累计至从动钻杆钻进深度信息中。
[0016]通过采用上述技术方案，当钢丝绳下放到极限，从动钻杆露出于钻机平台的上方时，此时无法完全通过钢丝绳编码器的累计读数来对从动钻杆的长度进行测算。在这种情况下，可以通过钢丝绳编码器先测算一部分进入孔洞中的从动钻杆的长度，再累加通过卡盘将钻杆整体向下顶入的过程中的行进轨迹的长度而得到对从动钻杆的长度的粗略估计。再通过匹配钻杆数据库的方式来较为精确的得到当前添加的从动钻杆的长度。
[0017]优选的，在每次计算初始值信息的过程中，获取前次卡盘钻进至最低点处时卡盘的最低点信息；根据所获取的初始点信息与前次卡盘钻进至最低点处时的最低点信息计算差值信息；根据前次的初始值信息与所获取的差值信息计算并更新初始值信息。
[0018]通过采用上述技术方案，最低点信息以及初始点信息更新每次卡盘下行过程中的初始值信息的方式，通过考量首尾两点的具体信息来获取钻杆的钻取深度，精度较高。
[0019]优选的，所述卡盘通过拉绳传感器获取与参考平面之间的距离，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻杆检测方法，其特征在于，包括：检测钻机平台(1)上的孔口(4)处是否有钻杆；通过测量钢丝绳的张力以判断添加的从动钻杆(8)是否被吊起；当孔口(4)处检测到有钻杆且从动钻杆(8)被吊起时，启动钢丝绳编码器(12)，所述钢丝绳编码器(12)用于检测钢丝绳经过钢丝绳编码器(12)的行进长度；当孔口(4)处未检测到钻杆且钢丝绳与从动钻杆(8)断开时，停止钢丝绳编码器(12)并反馈钢丝绳编码器(12)从启动到停止过程中所测量的长度测量信息；将长度测量信息与预设的钻杆数据库中的钻杆长度信息进行匹配，将最接近长度测量信息的钻杆长度信息作为该添加的从动钻杆(8)的长度。2.根据权利要求1所述的钻杆检测方法，其特征在于，通过测量钢丝绳的张力以判断添加的从动钻杆(8)是否被吊起的方法包括：获取预设的钻杆数据库中的最短的从动钻杆(8)所对应的吊起拉力信息，所述吊起拉力信息为最短的从动钻杆(8)被吊起时钢丝绳的张力；获取当前钢丝绳的张力信息；将当前钢丝绳的张力信息与阈值张力信息进行比较，当当前钢丝绳的张力信息大于阈值张力信息时，判定添加的从动钻杆(8)被吊起；其中，所述阈值张力信息与吊起拉力信息相关联且小于吊起拉力信息。3.根据权利要求2所述的钻杆检测方法，其特征在于，判断所述钢丝绳与从动钻杆(8)断开的方法包括：将当前钢丝绳的张力信息与阈值张力信息进行比较，当当前钢丝绳的张力信息小于阈值张力信息时，判定钢丝绳与从动钻杆(8)断开。4.根据权利要求1所述的钻杆检测方法，其特征在于，位于所述钻机平台(1)上且位于孔口(4)的一侧设置有用于检测钻杆的超声传感器，所述超声传感器具有预设的检测范围，所述检测范围的最小值与最大值分别为所述超声传感器距离孔口(4)的最小值与最大值。5.一种钻进深度自动化测量方法，所述钻进深度包括从动钻杆钻进深度与主动钻杆钻进深度，其特征在于，包括：检测钻机平台(1)上的孔口(4)处是否有钻杆；通过测量钢丝绳的张力以判断添加的从动钻杆(8)是否被吊起；当孔口(4)处检测到有钻杆且从动钻杆(8)被吊起时，启动钢丝绳编码器(12)，所述钢丝绳编码器(12)用于检测钢丝绳经过钢丝绳编码器(12)的行进长度；当钢丝绳与从动钻杆(8)断开时，停止钢丝绳编码器(12)并反馈钢丝绳编码器(12)从启动到停止过程中所测量的长度测量信息；当孔口(4)处未检测到钻杆且钢丝绳与从动钻杆(8)断开时，将长度测量信息与预设的钻杆数据库中的钻杆长度信息进行匹配；将最接近长度测量信息的钻杆长度信息作为该添加的从动钻杆(8)的长度并累计至从动钻杆钻进深度信息中；判定钻头(7)与地层是否接触；当判定钻头(7)与地层接触后，获取卡盘(13)于当前高度处的初始点信息，并根据初始点信息计算卡盘(13)高度的初始值信息；
在当卡盘(13)下行过程中，获取当前状态下卡盘(13)高度的当前值信息；根据卡盘(13)单次由上至下行进时所获取的初始值信息与当前值信息实时计算主动钻杆钻进深度信息；将主动钻杆钻进深度信息与从动钻杆钻进深度信息求和以获取钻进深度信息。6.根据权利要求5所述的钻进深度自动化测量方法，其特征在于，当孔口(4)处检测到有钻杆且钢丝绳与从动钻杆(8)断开时，判断主动钻杆(9)是否与...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨成，温成达，管仁秋，李高山，常金源，崔国庆，曹品鲁，林海娟，
申请(专利权)人：浙江省工程勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：