钻具接头位置的快速识别系统技术方案

本发明专利技术提供了一种钻具接头位置的快速识别系统，所述识别系统包括摄像头、测距传感器以及处理器，其中，摄像头设置在钻台面上，能够对钻具实时抓拍并将抓拍的图像传输至处理器，钻具包括多根钻杆以及连接相邻两根钻杆的钻具接头；测距传感器设置在顶驱上，能够实时测定钻具在竖直方向移动距离并传输至处理器；处理器分别与所述摄像头和测距传感器连接，处理器能够将摄像头抓拍的图像与处理器自身的钻具信息数据库进行比对以对抓拍图像进行识别，并能够根据识别的结果与测定的距离实时生成并显示钻具结构图，以确定钻具接头的位置。本发明专利技术具有能够识别钻具接头并生成钻具结构图让司钻直观、准确的判断钻具接头位置，实现紧急情况下快速关井等优点。

【技术实现步骤摘要】
钻具接头位置的快速识别系统
本专利技术属于油气田钻井装置
，具体来讲，涉及一种钻具接头位置的快速识别系统。
技术介绍
在石油钻井中，因溢流、井涌、井喷时需立即关井，但在关井时，司钻需要将钻具提离井底，判断钻具接头的位置，使钻具接头避开所要关闭的防喷器芯子，避免钻具接头处于防喷器内。这项钻具接头位置的判断和操作会让司钻花费至少10～30秒时间，这严重影响了在紧急情况下井控措施的及时执行。同时，无依据的强行、快速起钻也会增加卡钻风险，造成过大的抽汲压力，进一步扩大井控风险。目前，判断钻具接头位置仍然依靠司钻的经验判断，这种方式效率低下，且会因人而异，不利于紧急情况下的措施执行。现有钻具接头的颜色与钻杆本体一样，而下入井内粘附泥浆后，起钻时钻具接头的轮廓更加模糊，进一步增大了对钻具接头用仪器或者设备识别的难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种能够直观显示钻具接头是否处于防喷器内的快速识别系统。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种钻具接头位置的快速识别系统。所述识别系统可以包括摄像头、测距传感器以及处理器，其中，所述摄像头设置在钻台面上，能够对钻具实时抓拍并将抓拍的图像传输至处理器，所述钻具包括多根钻杆以及连接相邻两根钻杆的钻具接头；所述测距传感器设置在顶驱上，能够实时测定钻具上升或下降的距离并将测定的距离传输至处理器；所述处理器预存有钻具信息数据库，所述处理器分别与所述摄像头和测距传感器连接，所述处理器能够将摄像头抓拍的图像与钻具信息数据库进行比对以对抓拍图像进行识别，并能够根据识别的结果与测定的距离实时生成并显示钻具结构图，以确定钻具接头的位置。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述识别系统还可包括镜反射式光电开关，所述镜反射式光电开关设置在钻台面上，能够对钻具接头进行识别。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述钻具接头可包括接头本体和反光环，所述反光环固定设置在接头本体表面，所述反光环能够反射镜反射式光电开关发出的光线。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述反光环可包括内环以及设置在内环表面的外环，所述内环套接在所述接头本体上，所述外环为光电开关反光板。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述镜反射式光电开关可具有发射器和接收器，所述发射器能够发射光线，所述接收器能够接收接头本体上反光环反射的光线。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述镜反射式光电开关可与摄像头相对于钻具对称设置。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述测距传感器可包括激光测距传感器，在井架顶部或钻台面上设置有反光板，所述激光测距传感器发射的光线到达反光板后返回激光测距传感器进行测距。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述钻具还可包括钻头、螺杆和钻铤，所述钻具信息数据库可包括钻杆和钻具接头的型号、内径、外径和长度以及组成钻具的各部件的型号、内径、外径、以及长度。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述处理器能够显示当前井口防喷器以下5m到钻台面以上5m范围内钻具的结构图。在本专利技术的一个示例性实施例中，所述钻具结构图可包括钻具长度、钻具接头类型和钻具接头位置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括以下内容中的至少一项：(1)通过摄像头对钻具进行抓拍让处理器能够识别出钻具，同时通过激光测距传感器测出钻具上升或下降的距离，最终描绘出钻具的结构图显示给司钻人员，司钻人员据此识别出钻具接头的位置决定是否可以立即关井；(2)当钻具接头在防喷器组内，司钻人员需执行起钻操作，通过显示设备直观看到钻具接头位置，缩短司钻人员在快速起钻的时候的反应时间；(3)通过设置镜反射式光电开关，能够利用镜反射式光电开关识别的钻具接头位置与摄像头抓拍的钻具接头的位置进行比对验证，提高钻具接头识别的准确性，同时也能确保在摄像头损坏的情况下，系统能够继续工作。附图说明图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的钻具接头位置的快速识别系统的结构示意图；图2示出了图1中钻具接头的结构示意图；图3示出了图2的剖视图；图4示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的钻具接头位置的快速识别系统的结构示意图。附图标记说明如下：1-防喷器、2-钻台面、3-镜反射式光电开关、4-钻具接头、5-钻杆、6-顶驱、7-反光板、8-测距传感器、9-摄像头、10-处理器、4a-接头本体、4b-反光环。具体实施方式在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本专利技术的钻具接头位置的快速识别系统。在本专利技术的一个示例性实施例中，钻具接头位置的快速识别系统可以包括摄像头、测距传感器以及处理器。摄像头设置在钻台面上，能够对钻具及钻具接头实时抓拍并将抓拍的图像传输至处理器。测距传感器设置在顶驱上，能够实时测定钻具上升或下降的距离并将测定的距离传输至处理器。所述处理器预存有钻具信息数据库，处理器分别与所述摄像头和测距传感器连接，处理器能够将摄像头抓拍的图像与钻具信息数据库进行比对以对抓拍图像进行识别，并能够根据识别的结果与测定的距离实时生成并显示钻具结构图，以确定钻具接头的位置。具体来讲，钻具接头位置的快速识别系统主要包括摄像头、测距传感器和处理器组成。其中，摄像头负责对钻具进行抓拍，测距传感器负责测量钻具在竖直方向移动的距离(即上升或下降的距离)，而处理器能够对摄像头抓拍的图像进行处理并与自身的钻具信息数据库进行比对识别出抓拍的图像，即识别出当前经过抓拍位置的是钻杆还是钻具接头，它们相应的型号、内径、外径、长度等。处理器根据识别的结果结合测距传感器测定的距离生成能够显示位置信息的钻具结构图。例如，钻具还可以包括钻头、螺杆和钻铤，钻具信息数据库可包括钻杆和钻具接头的型号、内径、外径和长度以及组成钻具的各部件的型号、内径、外径、以及长度。处理器将摄像头抓拍的图像与钻具信息数据库进行对比以对抓拍图像进行识别可包括：通过图像变换、区域分割、值化处理以及特征值提取对当前时刻抓拍图像进行比对识别。具体来讲，处理器对摄像头抓拍的图像进行处理后提取其特征参数(例如，钻杆或钻具接头的外径)，通过将该特征参数与自身的钻具信息数据库进行比对，即可识别出钻杆或钻具接头的型号，进而得到相应的内径和长度等参数。也即处理器能够识别出当前时刻抓拍的图像是钻杆还是钻具接头，并从钻具信息数据库中得到该钻杆或钻具接头的型号、内径、外径和长度等参数。钻井时，识别系统首先根据入井顺序对入井钻具进行抓拍识别测距生成入井钻具的结构图。在当前时刻，利用摄像头对移动中的钻具进行抓拍，处理器根据当前抓拍的图像进行处理识别，处理器根据识别的结果结合上一抓拍时刻到当前抓拍时刻时间段内钻具接头在竖直方向移动的距离，实时更新入井钻具结构图。钻具结构图可包括钻具长度、钻具接头类型和钻具接头位置。处理器能够显示当前井口防喷器以下5m到钻台面以上5m范围内的钻具的结构图。在本实施例中，如图1中所示，钻具接头的快速识别系统包括井架、顶驱6、钻具、钻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻具接头位置的快速识别系统，其特征在于，所述识别系统包括摄像头、测距传感器以及处理器，其中，/n所述摄像头设置在钻台面上，能够对钻具实时抓拍并将抓拍的图像传输至处理器，所述钻具包括多根钻杆以及连接相邻两根钻杆的钻具接头；/n所述测距传感器设置在顶驱上，能够实时测定钻具上升或下降的距离并将测定的距离传输至处理器；/n所述处理器预存有钻具信息数据库，所述处理器分别与所述摄像头和测距传感器连接，所述处理器能够将摄像头抓拍的图像与钻具信息数据库进行比对以对抓拍图像进行识别，并能够根据识别的结果与测定的距离实时生成并显示钻具结构图，以确定钻具接头的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种钻具接头位置的快速识别系统，其特征在于，所述识别系统包括摄像头、测距传感器以及处理器，其中，
所述摄像头设置在钻台面上，能够对钻具实时抓拍并将抓拍的图像传输至处理器，所述钻具包括多根钻杆以及连接相邻两根钻杆的钻具接头；
所述测距传感器设置在顶驱上，能够实时测定钻具上升或下降的距离并将测定的距离传输至处理器；
所述处理器预存有钻具信息数据库，所述处理器分别与所述摄像头和测距传感器连接，所述处理器能够将摄像头抓拍的图像与钻具信息数据库进行比对以对抓拍图像进行识别，并能够根据识别的结果与测定的距离实时生成并显示钻具结构图，以确定钻具接头的位置。


2.根据权利要求1所述的钻具接头位置的快速识别系统，其特征在于，所述识别系统还包括镜反射式光电开关，所述镜反射式光电开关设置在钻台面上，能够对钻具接头进行识别。


3.根据权利要求2所述的钻具接头位置的快速识别系统，其特征在于，所述钻具接头包括接头本体和反光环，所述反光环固定设置在接头本体表面，所述反光环能够反射镜反射式光电开关发出的光线。


4.根据权利要求3所述的钻具接头位置的快速识别系统，其特征在于，所述反光环包括内环以及设置在内环表面的外环，所述内环套接在所述接头本体上，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雷，何弦桀，李枝林，魏强，段慕白，万夫磊，黄崇君，张继川，邓虎，范黎明，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11