[发明专利]一种钻机的钻杆带杆监测方法、控制器及系统和钻机

权利要求书

1.一种钻机的钻杆带杆监测方法，所述钻机包括多节钻杆、对所述钻杆加压的动力头(2)和对所述动力头加压的加压装置(1)，钻杆从外向内分别为第1节至第N节，其中i＝2，3，…，N，其特征在于，该带杆监测方法包括：

检测确定被提升的钻杆为第i节钻杆，并检测此时所述加压装置(1)的实际拉力为f_i；

对比所述实际拉力f_i和预先设定的该第i节钻杆的额定拉力F_i，当所述实际拉力f_i小于所述额定拉力F_i，确定第i节钻杆发生带杆。

2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，对比确定F_q＜f_i＜F_q+1，当q＝1，…，i-2，第q节至第i-1节钻杆被带杆，当q＝i-1，第i-1节钻杆被带杆。

3.根据权利要求1所述的带杆监测方法，其特征在于，以第1节钻杆为基准杆，第i节钻杆的最大伸长量为L_i，其中L₁＝0，所述额定拉力F_i为第i节钻杆在其最大伸长量L_i内正常提升时所述加压装置(1)的拉力的值。

4.根据权利要求3所述的带杆监测方法，其特征在于，设第i节钻杆的重力为G_i，第1节钻杆的重力为G₁，所述动力头(2)的重力为G₀，所述F_i＝G₀+…+G_i-1。

5.根据权利要求1所述的带杆检测方法，其特征在于，第i节钻杆的所述额定拉力F_i通过预先进行的提升第i节所述钻杆时拉力的实验测得。

6.根据权利要求1所述的带杆监测方法，其特征在于，所述钻机包括主卷扬(4)的钢丝绳，检测当前主卷扬钢丝绳的收缩长度S，如果L₁+…+L_i-1＜S＜L₁+…+L_i，则被提升的钻杆为第i节钻杆，第i节钻杆的最大伸长量为L_i。

7.根据权利要求1所述的带杆监测方法，其特征在于，测量钻杆末端所处地下的深度D，所述动力头(2)距地面的高度H，第1节钻杆的长度T，则所述钻杆末端的伸出长度为E＝D+H-T，如果L₁+…+L_i-1＜E＜L₁+…+L_i，则被提升的钻杆为第i节钻杆，第i节钻杆的最大伸长量为L_i。

8.根据权利要求1所述的带杆监测方法，其特征在于，所述加压装置(1)为加压油缸或者加压卷扬。

9.一种钻机的钻杆带杆监测控制器，所述钻机包括多节钻杆、对所述钻杆加压的动力头(2)和对所述动力头(2)加压的加压装置(1)，钻杆从外向内分别为第1节至第N节，其中i＝2，3，…，N，所述控制器包括依次连接的输入模块、处理模块和输出模块，其特征在于：

所述输入模块用于采集所述钻杆的位置信号和所述加压装置(1)的实际拉力f_i，并将所述钻杆的位置信号和所述实际拉力f_i传送到处理模块；

所述处理模块用于根据接收到的所述钻杆的位置信号判断被提升的钻杆为第i节、通过被提升的钻杆为第i节确定相应的额定拉力为F_i、对比所述实际拉力f_i与所述额定拉力F_i、并将对比结果传送到输出模块；

所述输出模块用于在对比结果为所述实际拉力f_i小于所述额定拉力F_i的情况下，输出指示第i节钻杆发生带杆的信号。

10.根据权利要求9所述的带杆检测控制器，其特征在于，所述处理模块还用于确定F_q＜f_i＜F_q+1时q的值，所述输出模块还用于当q＝1，…，i-2的情况下输出指示第q节至第i-1节钻杆被带杆的信号，当q＝i-1的情况下输出指示第i-1节钻杆被带杆的信号。