【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于防碰监控，特别涉及一种大钩高度数显防碰综合监控系统及方法。
技术介绍
1、钻机是石油钻采行业的重要设备，而每台钻机上的大钩运行位置需要实时监控，以避免人为操作失误造成冲顶和砸钻台面的意外情况发生。虽然电子防碰已在石油钻井上广泛使用，但是目前的电子防碰装置功能过于单一，做为钻机的安全装置无法对钻机复杂的工况进行多方位的感知和报警。只对吊环的倾斜角度进行监控，没有对吊环的姿态进行全面监控，也缺少对钻台面操作人员位置进行感知和识别，对安全隐患没有全方位的监控。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种大钩高度数显防碰综合监控系统及方法，以解决上述问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种大钩高度数显防碰综合监控系统，包括吊环姿态检测单元、中央处理单元、绞车轴头传感单元、视觉检测单元和数据监控中心；吊环姿态检测单元、绞车轴头传感单元和视觉检测单元均连接到中央处理单元，中央处理单元连接数据监控中心；
4、吊环姿态检测单元用于采集吊环的姿态数据，并以无线传输的方式发送至中央处理单元；
5、绞车轴头传感单元用于获取游车大钩运行位置和绞车轴头扭矩，发送到中央处理单元；
6、视觉检测单元用于采集钻台面上人员信息，发送至中央处理单元；
7、中央处理单元综合对比上述数据信息，校正游车大钩位置。
8、进一步的，吊环姿态检测单元为两个姿态检测传感器、姿态数据预处理单元和无线传输模块
9、进一步的，吊环上还设置有运动发电模块，运动发电模块连接动能收集模块，动能收集模块连接姿态检测传感器和姿态数据预处理单元。
10、进一步的，视觉检测单元包人体检测摄像头和视觉数据预处理单元，人体检测摄像头连接视觉数据预处理单元，视觉数据预处理单元连接中央处理单元。
11、进一步的，绞车轴头传感单元为安装在绞车轴头的编码器，用于将绞车旋转信号换算为游车大钩上、下行位置信号。
12、进一步的，数据监控中心为存储服务器，用于存储中央处理单元发来的数据。
13、进一步的，中央处理单元连接有声光报警器。
14、进一步的，一种大钩高度数显防碰综合监控系统的监控方法，包括以下步骤：
15、安装在绞车轴头的编码器将绞车旋转信号换算为游车大钩上、下行位置信号，比较两个吊环姿态传感器的加速度信号得到加速度差值，用加速度差值修正大钩运行加速度，进一步修正大钩位置；
16、安装在绞车轴头的编码器将绞车旋转信号换算为游车大钩上、下行位置信号，当游车大钩到达上、下预警位置时，中央处理单元以声光报警的形式提醒司钻，当游车大钩到达上、下刹车位置时，控制控制单元输出刹车信号、强制刹车；
17、安装在吊环上的吊环姿态传感器检测到吊环倾角超过预定值θ1，并且游车大钩已到达二层台上、下限位时，中央处理单元给出刹车信号；
18、当游车大钩到达主动刹车位时，视觉传感器检测到井口有人员活动，此时给出主动刹车。
19、与现有技术相比，本专利技术有以下技术效果：
20、本专利技术通过安装在绞车轴头的编码器获取游车大钩运行位置、绞车轴头扭矩，并与吊环姿态传感器数据及视觉传感器数据进行综合处理，防止游车大钩上碰下砸，对绞车工作异常进行报警。并与吊环姿态数据进行融合比对，校正游车大钩位置数据。吊环的倾角数据与游车大钩位置数据融合后可有效防止吊环冲撞二层台。视觉传感器与大钩位置数据结合后可有效防止大钩下落时钻台面上有人员活动所带来的安全隐患。
21、本专利技术中所采用的吊环姿态传感器，除了采集吊环倾角数据外还可采集下落的重力加速度、水平高等数据，获取更多姿态信息；本专利技术中为吊环姿态检测单元供电方式采用“运动发电模块”及“动能收集模块”，将吊环上下运行产生的能量收集、贮存，供给姿态检测模块，减少额外供电，使设备能够长期稳定运行。
22、本专利技术通过安装在司钻房内的视觉传感单元，对钻台面特定区域内大钩的运行以人员的活动情况进行实时监控，当有安全隐患时可以实现主动刹车，避免安全事故的发生。
23、本专利技术通过安装在不同位置的独立检测单元，通过数据融合的方式，对游车大钩的运行位置等钻井关键数据可以实现互为校正和补充，从而能够真实精确的反映钻机大钩的运行状态，并对数据背离过大的情况进行报警，以便及时进行人为干预及检修。
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1.一种大钩高度数显防碰综合监控系统，其特征在于，包括吊环姿态检测单元、中央处理单元、绞车轴头传感单元、视觉检测单元和数据监控中心；吊环姿态检测单元、绞车轴头传感单元和视觉检测单元均连接到中央处理单元，中央处理单元连接数据监控中心；
2.根据权利要求1所述的一种大钩高度数显防碰综合监控系统，其特征在于，吊环姿态检测单元为两个姿态检测传感器、姿态数据预处理单元和无线传输模块，两个姿态检测传感器分别安装在两个吊环上，并同时连接到姿态数据预处理单元，姿态数据预处理单元通过无线传输模块连接到中央处理单元。
3.根据权利要求2所述的一种大钩高度数显防碰综合监控系统，其特征在于，吊环上还设置有运动发电模块，运动发电模块连接动能收集模块，动能收集模块连接姿态检测传感器和姿态数据预处理单元。
4.根据权利要求1所述的一种大钩高度数显防碰综合监控系统，其特征在于，视觉检测单元包人体检测摄像头和视觉数据预处理单元，人体检测摄像头连接视觉数据预处理单元，视觉数据预处理单元连接中央处理单元。
5.根据权利要求1所述的一种大钩高度数显防碰综合监控系统，其特征
6.根据权利要求1所述的一种大钩高度数显防碰综合监控系统，其特征在于，数据监控中心为存储服务器，用于存储中央处理单元发来的数据。
7.根据权利要求1所述的一种大钩高度数显防碰综合监控系统，其特征在于，中央处理单元连接有声光报警器。
8.一种大钩高度数显防碰综合监控系统的监控方法，其特征在于，基于权利要求1至7任意一项所述的大钩高度数显防碰综合监控系统，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种大钩高度数显防碰综合监控系统，其特征在于，包括吊环姿态检测单元、中央处理单元、绞车轴头传感单元、视觉检测单元和数据监控中心；吊环姿态检测单元、绞车轴头传感单元和视觉检测单元均连接到中央处理单元，中央处理单元连接数据监控中心；
2.根据权利要求1所述的一种大钩高度数显防碰综合监控系统，其特征在于，吊环姿态检测单元为两个姿态检测传感器、姿态数据预处理单元和无线传输模块，两个姿态检测传感器分别安装在两个吊环上，并同时连接到姿态数据预处理单元，姿态数据预处理单元通过无线传输模块连接到中央处理单元。
3.根据权利要求2所述的一种大钩高度数显防碰综合监控系统，其特征在于，吊环上还设置有运动发电模块，运动发电模块连接动能收集模块，动能收集模块连接姿态检测传感器和姿态数据预处理单元。
4.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜江，陈炳仪，陈洲，朱吉良，冯陈顺，张晓燕，
申请(专利权)人：宝鸡锐成智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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