[发明专利]钻杆管壁加厚段轮廓线的测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明属于测量技术领域，涉及一种钻杆管壁加厚段轮廓线的测量装置，本发明还涉及一种钻杆管壁加厚段轮廓线的测量方法。

背景技术

目前石油的开采基本上已经进入深层开采时期，加之随着钻井技术的发展和石油勘探开发力度的加大，复杂井的钻探工作量呈现出逐年上升的趋势，伴之而来的钻具失效事故时有发生。钻具失效事故的发生，将直接导致延长钻井周期、增加开采成本、造成巨大经济损失和人身安全等严重后果。因此，钻杆参数的严格检测势在必行。

现有钻杆管壁加厚段参数检测最主要的方法是，由技术人员采用专用卡尺进行手工检测，检测结果的人为因素影响大，测量精度低，远远不能满足钻杆生产厂家的检测需求，所以，探索一种效率高、精度适中、使用方便、性价比合理的钻杆管壁加厚段参数检测方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种钻杆管壁加厚段轮廓线的测量装置，解决了现有技术中存在的手工检测效率低、精度差、检测结果的人为因素影响大的问题。

本发明的另一目的是提供一种钻杆管壁加厚段轮廓线的测量方法。

本发明所采用的技术方案是，一种钻杆管壁加厚段轮廓线的测量装置，包括测量平台和控制部分，在测量平台上设置有拉伸位移传感器、倾角传感器和步进电机，控制部分包括下位机、上位机、显示器和控制面板，下位机分别与上位机、显示器和控制面板同时连接；下位机还同时与拉伸位移传感器、倾角传感器和步进电机分别连接；

所述的测量平台的结构是，包括导轨，在导轨的上表面两端各设置有一支架，两个支架上分别安装有皮带轮A和皮带轮B，皮带轮A和皮带轮B之间传动连接有皮带，导轨沿纵向的一段开有导向槽，导向槽两端分别设置有限位开关A和限位开关B，导轨上套装有滑动拖板，滑动拖板与皮带固定连接，滑动拖板与导向槽下方的测量桥板连接；皮带轮B与步进电机连接，滑动拖板与拉伸位移传感器连接，测量桥板上设置有倾角传感器。

本发明所采用的另一技术方案是，一种钻杆管壁加厚段轮廓线的测量方法，该方法利用一套测量装置，该测量装置的结构是，

包括测量平台和控制部分，在测量平台上设置有拉伸位移传感器、倾角传感器和步进电机，控制部分包括下位机、上位机、显示器和控制面板，下位机分别与上位机、显示器和控制面板同时连接；下位机还同时与拉伸位移传感器、倾角传感器和步进电机分别连接；

所述的测量平台的结构是，包括导轨，在导轨的上表面两端各设置有一支架，两个支架上分别安装有皮带轮A和皮带轮B，皮带轮A和皮带轮B之间传动连接有皮带，导轨沿纵向的一段开有导向槽，导向槽两端分别设置有限位开关A和限位开关B，导轨上套装有滑动拖板，滑动拖板与皮带固定连接，滑动拖板与导向槽下方的测量桥板连接；皮带轮B与步进电机连接，滑动拖板与拉伸位移传感器连接，测量桥板上设置有倾角传感器，

所述的滑动拖板通过燕尾导轨副与导轨滑动连接，滑动拖板通过连接弹簧向上与压板连接，在滑动拖板中间开有一个通孔，通孔中穿过一连接杆，压板通过连接杆与下方的测量桥板连接，测量桥板的下表面设置有行走的轮子，

利用上述的测量装置，将测量平台通过夹紧件安装于被测钻杆的加厚段内腔上，并使得测量桥板位于加厚段内腔内，将测量平台与控制部分的电源线及信号线连接好，运行测量软件使测量桥板到达起始测量位置，再按照以下步骤实施，

2.1)数据采集：上位机发送测量命令给下位机，下位机启动步进电机，步进电机驱动滑动拖板实现水平运动，测量桥板在加厚段内表面上随滑动拖板一起沿被测母线移动，这时拉伸位移传感器所拾取的线位移原始数据和倾角传感器所拾取的角位移原始数据，由下位机定时采集、存储并实时显示；

2.2)数据传输：待测量范围内指定被测母线的原始数据采集完毕，步进电机停止运动；上位机发送原始数据传输命令，下位机将本次被测母线的测量原始数据传输给上位机并显示传送状态；

2.3)数据处理：上位机将线位移-角位移原始数据组成的坐标换算为直角坐标，采用最小二乘法分段进行直线拟合，得出被测钻杆的加厚段的被测母线的轮廓线，并显示在显示器的屏幕上。

本发明的有益效果是，测量装置结构简单，易于实施，安装携带方便；整个测量过程和数据分析处理由测量软件实现，能够保证精度，测量效率显著提高。本发明方法能够快速准确地测得确定位置的坐标值，该坐标并非传统的平面位移笛卡儿坐标，而是线位移量和角位移量组成的坐标，根据依次获得的这一系列坐标数据，便可描绘出钻杆被测段轮廓线(母线)，再经过软件分析处理，得出合理的结果评价。

附图说明