一种应用于石油钻杆作业的身份识别方法技术

本申请公开了一种应用于石油钻杆作业的身份识别方法，包括：对钻杆的特定局部进行磁标记处理；检测特定局部的磁特性变化；当检测到磁特性的异常值时，则检测到钻杆的磁标记，基于磁标记的位置、宽度和/或磁异常幅度信息获取钻杆编码。本发明专利技术的优点是：第一，实现简单，基于磁标记的位置、宽度和/或磁异常幅度信息获取钻杆编码；第二，便于机器自动识读，特别是易于在钻井过程中实现对编码的自动现场识读；第三，通过钻杆编码，能够识别石油钻杆的身份信息，对钻杆逐根进行建档，从而知道每根钻杆在不同深度、拉/压力、振动、泥浆腐蚀性等条件下工作过的时间，实现更科学的钻杆分级，可以减少钻井事故，也可以避免在钻杆淘汰时所留的裕量过大，降低钻井作业的总成本。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于石油钻杆作业的身份识别方法
本专利技术涉及一种应用于石油钻杆作业的身份识别方法。
技术介绍
现有技术中，石油钻杆是钻井作业的重要工具，每根钻杆的长度约为10米，多节钻杆以丝扣方式相连，下部同底部钻具组合相连，上部连接方钻杆、水龙头等。泥浆通过钻杆输送到井下。在采用转盘钻的钻井作业中，由钻杆把钻机的扭矩传递给井下的钻头。钻杆是钻柱组成中最长的部分。钻杆在井下需要经受拉力、压力、扭力、振动、摩擦、钻井液腐蚀，需要定期评估钻杆的老化程度，据此对钻杆进行分级，并及时淘汰和更新。目前对钻杆的分级依据包括定期进行的厚度检测和探伤。如果能够对钻杆逐根进行建档，就可以知道每根钻杆在不同钻井条件，例如深度、拉/压力、振动、泥浆腐蚀性等下工作过的时间，据此能够对钻杆的老化程度进行更全面和准确的评估，可以有效减少钻井事故，也可以避免在钻杆淘汰时所留的裕量过大，降低钻井作业的总成本。现有技术包括：一、主流做法是在钻杆接头处用钢字模打编号。这种方式难以实现机器自动识读，此外还容易沾污泥浆和油污，也易受磨损。二、在钻杆接头上嵌入电子芯片，其中存储钻杆的编号，通过接触式或非接触式读取装置，读取该编号。这种方案中采用的电子芯片难以在井下高温和高振动的条件下长时间工作，损坏率高。三、在钻杆接头上安装条形码(包括二维条码)。条形码同样存在易沾污和易磨损的缺点。总之，目前缺少一种可靠性高而又便于识读的石油钻杆身份识别方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种应用于石油钻杆作业的身份识别方法，其不仅成本低廉，而且可靠性高，并且便于机器自动识读，特别是易于实现在钻井作业过程中的现场识读。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种应用于石油钻杆作业的身份识别方法，其特征在于，包括：对钻杆的特定局部进行磁标记处理；检测所述特定局部的磁特性变化；当检测到磁特性的异常值时，则检测到钻杆的磁标记，基于所述磁标记的位置、宽度和/或磁异常幅度信息获取钻杆编码。进一步地，所述对钻杆的特定局部进行磁标记处理的步骤包括：将钻杆特定局部的材料替换或添加为磁性能不同的材料。进一步地，所述对钻杆的特定局部进行磁标记处理的步骤包括磁场热处理，所述磁场热处理包括：对所述特定局部进行加热，使其达到材料的居里温度点，以作为磁标记区域；对所述磁标记区域施加特定方向的磁场，当所述磁标记区域位于钻杆的杆身上时，所述特定方向为与钻杆的轴向方向一致的磁场；当所述磁标记区域位于钻杆的接头上时，所述特定方向为沿接头的径向方向；在磁场作用下对所述磁标记区域进行保温，然后，进行可控降温，形成磁标记。进一步地，所述磁标记设置于钻杆的杆身上，并沿轴向排列，或者所述磁标记设置于钻杆杆身上，并沿圆周排列，或者所述磁标记设置于钻杆接头上，并按圆周排列。进一步地，通过光电编码器测量所述磁标记的轴向宽度和轴向位置。进一步地，通过传感器阵列测量所述磁标记的圆周宽度和/或磁异常幅度。进一步地，通过设置于钻杆外侧面、内侧面或环绕钻杆沿圆周排列的传感器或传感器阵列测量所述磁标记的位置、宽度和/或磁异常幅度。进一步地，所述检测所述特定局部的磁特性变化的步骤包括：采用霍尔传感器，和/或线圈进行检测。进一步地，所述钻杆编码包括：编码值部分和起始标记部分，其中，所述编码值部分采用二进制或多进制表示，或者采用莫尔斯码编码方式表示，所述起始标记部分由与所述编码值部分相同的进制符号组成，或设置为与所述进制符号不同的特殊标记。进一步地，所述钻杆编码还包括纠错或校验部分，所述纠错或校验部分采用二进制或多进制表示，或者采用莫尔斯码等编码方式表示。本专利技术的有益效果为：第一，实现简单，对钻杆的特定局部进行处理，使得该局部的磁性能发生改变，形成若干个磁标记，当检测到磁特性的异常值时，则检测到钻杆的磁标记，基于磁标记的位置、宽度和/或磁异常幅度信息获取钻杆编码。第二，便于机器自动识读，特别是易于在钻井过程中实现对编码的自动现场识读，减少对人工的需求，可提高人员的安全性，也可降低因人工操作引发错误的可能性。第三，通过钻杆编码，能够识别石油钻杆的身份信息，对钻杆逐根进行建档，从而可以知道每根钻杆在不同深度、拉/压力、振动、泥浆腐蚀性等条件下工作过的时间，实现更科学的钻杆分级，可以减少钻井事故，也可以避免在钻杆淘汰时所留的裕量过大，降低钻井作业的总成本。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是本专利技术的应用于石油钻杆作业的身份识别方法的流程图；图2是图1所示方法的钻杆编码的第一实施例示意图；图3是图1所示方法的钻杆编码的第二实施例示意图；图4和图5是图1所示方法的钻杆编码的第三实施例示意图；图6是图1所示方法的钻杆编码的第四实施例示意图。具体实施方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。实施例1请参照图1，本专利技术的应用于石油钻杆作业的身份识别方法包括：S100，对钻杆的特定局部进行磁标记处理；S200，检测所述特定局部的磁特性变化；S300，当检测到磁特性的异常值时，则检测到钻杆的磁标记，基于所述磁标记的位置，宽度和/或磁异常幅度信息获取钻杆编码。优选地，所述磁特性包括磁导率，作为具体的实施例，所述磁场热处理包括提高磁导率。优选地，所述磁特性包括磁滞回线的矩形比。作为具体的实施例，所述磁场热处理包括改善磁滞回线的矩形比，或者使磁导率在一定磁场范围内保持恒定不变。在具体的实施例中，采用纵向磁场热处理，即热处理时磁场方向与识读装置实际使用的磁通方向相同。或者，采用横向磁场热处理，即热处理时磁场方向与识读装置实际使用的磁通方向相垂直。优选地，所述对钻杆的特定局部进行磁标记处理的步骤包括：对所述特定局部进行加热，使其达到或略超过材料的居里温度点，以作为磁标记区域；在所述磁标记区域上施加特定方向的磁场，当所述磁标记区域位于钻杆的杆身上时，所述特定方向为与钻杆的轴向方向一致的磁场；当所述磁标记区域位于钻杆的接头上时，所述特定方向为沿接头的径向方向；对所述磁标记区域进行保温，然后，进行可控降温，形成磁标记。优选地，对所述特定局部进行加热，也可使其接近材料的居里温度点，即采用等温磁场热处理方式：将磁标记区域加热到居里点以下50～100℃，施加磁场后保持温度恒定较长时间，再进行降温。优选地，以磁导率作为磁特性时，作为具体的实施例，加热到略高于居里温度点的780～830℃，施加磁场后保温时间为30～60min。优选地，可控降温至300～400℃，自然降温，可提高磁导率。优选地，以磁滞回线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于石油钻杆作业的身份识别方法，其特征在于，包括：对钻杆的特定局部进行磁标记处理；检测所述特定局部的磁特性变化；当检测到磁特性的异常值时，则检测到钻杆的磁标记，基于所述磁标记的位置、宽度和/或磁异常幅度信息获取钻杆编码。

【技术特征摘要】
1.一种应用于石油钻杆作业的身份识别方法，其特征在于，包括：对钻杆的特定局部进行磁标记处理；所述对钻杆的特定局部进行磁标记处理的步骤包括磁场热处理；检测所述特定局部的磁特性变化；当检测到磁特性的异常值时，则检测到钻杆的磁标记，基于所述磁标记的位置、宽度和/或磁异常幅度信息获取钻杆编码；所述磁场热处理包括：对所述特定局部进行加热，使其达到材料的居里温度点，以作为磁标记区域；对所述磁标记区域施加特定方向的磁场，在磁场作用下对所述磁标记区域进行保温，然后，进行可控降温，形成磁标记。2.根据权利要求1所述的应用于石油钻杆作业的身份识别方法，其特征在于，所述对钻杆的特定局部进行磁标记处理的步骤包括：将钻杆特定局部的材料替换或添加为磁性能不同的材料。3.根据权利要求1所述的应用于石油钻杆作业的身份识别方法，其特征在于，所述磁标记设置于钻杆的杆身上，并沿轴向排列，或者所述磁标记设置于钻杆杆身上，并沿圆周排列，或者所述磁标记设置于钻杆接头上，并按圆周排列。4.根据权利要求3所述的应用于石油钻杆作业的身份识别方法，其特征在于，通过光电编码器测量所述磁标记...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅士兵，
申请(专利权)人：梅士兵，
类型：发明
国别省市：北京;11