一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法和系统与流程

allin2025-12-16  25


本发明涉及油田钻井平台信息化数据安全,具体为一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法和系统。


背景技术:

1、随着石油钻井技术和工艺要求不断提升,钻井设备动力钳在进行套管和套杆等作业时,要求对套管和套杆进行禁锢时,尽可能不进行有牙痕的禁锢方式,避免对套杆和套管表面的破坏。通过无牙痕的禁锢方式来取代传统的禁锢方式是必由之路。有效检测是否打滑是该领域迫切需要解决的技术难点和痛点。

2、现存的动力钳故障检测有通过被动轮接触装置来检测作业对象是否打滑的专利技术,但是由于表面涂层光滑和油污等的存在,复杂的工况使得现存的方法难于精准实现无牙痕动力钳作业系统无法实现作业对象是否存在打滑现象,这是石油钻井平台存在的一个明显的问题和不足之处。

3、现有的打滑检查靠接触式方法,如中国专利cn116877046b,一种带故障检测的钻杆夹持器及故障检测方法,该技术无法有效检测无牙痕动力钳的作业对象打滑现象,比如启动阶段、中间卡顿和非正常停止都会有误报发生。研发行之有效的无牙痕动力钳作业对象打滑检测技术和方法是重中之重。

4、基于此,本发明设计了一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法和系统,以解决上述问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法和系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法。

3、动力钳的主钳安装接触式码盘与作业对象进行径向垂直接触,感知作业对象的相对周向同步度;

4、通过在动力钳工作台主钳旋转面的水平面安装非接触式距离传感器,通过非接触式传感器感知作业时主钳与背钳的变化,判定距离/作业对象螺距与动力钳钳体接触式编码器信息进行差分匹配,差分匹配采用模糊规则来判定是否打滑。

5、根据本发明另一个较佳实施例,差分匹配采用模糊规则:

6、非接触式编码器输出:0-距离无变化、1-距离有变化,两种状态信息;

7、接触式编码器输出:0-转动无变化、1-转动有变化,两种状态信息;

8、0-0=0:停止/空转态;0-1=-1:打滑态;1-0=1:正常/上扣态;1-1=0:紧固态;

9、同时扭矩监控仪扭矩输出工作状态进行模糊逻辑判决:0-非工作、1-工作;

10、最终结果:如果扭矩监控仪扭矩输出工作状态为假,则忽略打滑检测结果,否则按照需求进行输出。

11、根据本发明另一个较佳实施例,所述非接触式距离传感器包括对应设置的激光发射器以及激光接收器,所述激光发射器以及激光接收器分别安装在背钳以及主钳上。

12、根据本发明另一个较佳实施例,所述作业对象上安装管具接箍,动力钳的主钳作用在管具接箍上,通过作业对象在管具接箍的行进距离/螺距,得到作业对象的转速。

13、根据本发明另一个较佳实施例,所述接触式编码器包括圈数传感器和扭矩传感器,所述圈数传感器和安装在主钳上,主钳上安装液压马达,液压马达上安装扭矩传感器。

14、根据本发明另一个较佳实施例,所述圈数传感器进行差分计算,同时与扭矩传感器和液压马达的状态进行校核。

15、根据本发明另一个较佳实施例,当扭矩传感器和液压马达在工作状态,二者差分大于允许误差,表明存在打滑现象。

16、根据本发明另一个较佳实施例,还包括报警组件,报警组件包括监控仪,当触发打滑现象,通过监控仪进行报警。

17、为了实现至少一个上述发明目的,本发明进一步提供一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测系统,系统执行上述一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法。

18、本发明进一步提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行以实现上述一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法。

19、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

20、本发明专利可有效解决目前石油钻井平台井口无牙痕动力钳作业系统无法有效检测作业对象(套管、钻杆和油管)打滑现象,该项技术是解决了行业里面的瓶颈问题,为油田信息化和数字化建设提供了必要手段。

21、本发明通过基于双编码器差分实现无牙痕动力钳作业对象打滑检查,即通过动力钳主钳体安装接触式码盘及非接触式码盘共同差分模糊规则算法,可有效解决该技术难题。



技术特征:

1.一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法,其特征在于:

2.根据权利要求1所述的一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法,其特征在于:差分匹配采用模糊规则:

3.根据权利要求1所述的一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法,其特征在于:所述非接触式距离传感器包括对应设置的激光发射器(8)以及激光接收器(9),所述激光发射器(8)以及激光接收器(9)分别安装在背钳(1)以及主钳(3)上。

4.根据权利要求1所述的一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法,其特征在于:所述作业对象(6)上安装管具接箍(10),动力钳的主钳(3)作用在管具接箍(10)上,通过作业对象(6)在管具接箍(10)的行进距离/螺距,得到作业对象(6)的转速。

5.根据权利要求1所述的一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法,其特征在于:所述接触式编码器包括圈数传感器(7)和扭矩传感器(2),所述圈数传感器(7)和安装在主钳(3)上,主钳(3)上安装液压马达(4),液压马达(4)上安装扭矩传感器(2)。

6.根据权利要求5所述的一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法,其特征在于:所述圈数传感器(7)进行差分计算,同时与扭矩传感器(2)和液压马达(4)的状态进行校核。

7.根据权利要求6所述的一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法,其特征在于:当扭矩传感器(2)和液压马达(4)在工作状态,二者差分大于允许误差,表明存在打滑现象。

8.根据权利要求6所述的一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法,其特征在于:还包括报警组件,报警组件包括监控仪(5),当触发打滑现象,通过监控仪(5)进行报警。

9.一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测系统,其特征在于,所述系统执行上述权利要求1-8中任意一项所述的一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法。

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行以实现上述权利要求1-8中任意一项所述的一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法。


技术总结
本发明公开了油田钻井平台信息化数据安全技术领域的一种实现无牙痕动力钳作业对象打滑检测方法和系统,动力钳的主钳安装接触式码盘与作业对象进行径向垂直接触,感知作业对象的相对周向同步度;通过在动力钳工作台主钳旋转面的水平面安装非接触式距离传感器,通过非接触式传感器感知作业时主钳与背钳的变化,判定距离/作业对象螺距与动力钳钳体接触式编码器信息进行差分匹配,差分匹配采用模糊规则来判定是否打滑,本发明通过基于双编码器差分实现无牙痕动力钳作业对象打滑检查,即通过动力钳主钳体安装接触式码盘及非接触式码盘共同差分模糊规则算法,可有效解决该技术难题。

技术研发人员:徐向成,卢振利,陈华舒,单长考,赵宇
受保护的技术使用者:江苏中石机械有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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