基于图像识别的钻具接头快速识别方法技术

本发明专利技术提供了一种基于图像识别的钻具接头快速识别方法，所述识别方法包括以下步骤：预先建立钻具信息数据库；确定拍照位置，对移动中的钻具进行实时抓拍，记录开始抓拍到当前时刻图像抓拍的时间段内钻具在竖直方向上的移动距离，并将当前时刻抓拍的图像以及钻具移动距离发送至钻具信息数据库，其中，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；将钻具信息数据库存储的钻具信息数据与当前时刻抓拍图像进行比对识别，根据识别的结果以及钻具移动距离实时生成具有位置信息的钻具结构图以获得钻具接头在井中的当前位置。本发明专利技术具有能够让司钻在紧急情况下直观、准确的判断钻具接头位置，实现安全、快速关井等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别的钻具接头快速识别方法
本专利技术属于油气田钻井装置
，具体来讲，涉及一种基于图像识别的钻具接头快速识别方法。
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。
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钻具接头快速识别方法。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种基于图像识别的钻具接头快速识别方法。所述识别方法包括以下步骤：预先建立钻具信息数据库；确定拍照位置，对移动中的钻具进行实时抓拍，记录开始抓拍到当前时刻图像抓拍的时间段内钻具在竖直方向上的移动距离，并将当前时刻抓拍的图像以及钻具移动距离发送至钻具信息数据库，其中，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；将钻具信息数据库存储的钻具信息数据与当前时刻抓拍图像进行比对识别，根据识别的结果以及钻具移动距离实时生成具有位置信息的钻具结构图以获得钻具接头在井中的当前位置。在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述钻具还可包括钻头、螺杆、钻铤和加重钻杆，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。在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述将钻具信息数据库存储的钻具信息数据与当前时刻抓拍图像进行比对识别可包括：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。本专利技术的另一目的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钻具接头的快速识别系统及其相应的钻具接头快速识别方法。在本专利技术的另一方面提供了一种基于图像识别的钻具接头快速识别方法。所述方法通过钻具接头位置的快速识别系统来实现，所述识别系统可包括摄像头、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；所述处理器存储有钻具信息数据库，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处理器自身的钻具信息数据库进行对比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；所述快速识别方法包括以下步骤：在处理器中预先建立钻具信息数据库；启动摄像头对钻具进行抓拍；将钻具信息数据库存储的钻具信息数据与当前时刻抓拍图像进行比对识别，根据识别的结果、以及测距传感器测定的钻具上升或下降的距离生成并显示具有位置信息的钻具结构图；司钻人员根据显示的钻具结构图识别钻具接头在井中的位置。在本专利技术另一方面的一个示例性实施例中，所述钻具还可包括钻头、螺杆、钻铤和加重钻杆，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。在本专利技术另一方面的一个示例性实施例中，所述将钻具信息数据库存储的钻具信息数据与当前时刻抓拍图像进行比对识别可包括：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。在本专利技术另一方面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。在本专利技术另一方面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，其中，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。在本专利技术另一方面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。在本专利技术另一方面的一个示例性实施例中，所述镜反射式光电开关与摄像头可相对于钻具对称设置。在本专利技术另一方面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。在本专利技术另一方面的一个示例性实施例中，所述摄像头抓拍的频率可以为50～60Hz，所述时间段可以为0.1～0.2s。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)通过建立钻具信息数据库和对钻具进行抓拍图像的比对识别以及测量钻具在竖直方向移动的距离从而生成钻具结构图，让司钻人员能够直观确定钻具接头是否处于防喷器内部；(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，实现紧急情况下的快速关井；(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，并与摄像头抓拍的钻具接头的位置进行对比验证，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基于图像识别的钻具接头快速识别方法所使用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基于图像识别的钻具接头快速识别方法所使用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。本专利技术一方面提供了一种基于图像识别的钻具接头快速识别方法。在本专利技术的一个示例性实施例中，基于图像识别的钻具接头快速识别方法可包括以下步骤：首先，预先建立钻具信息数据库。具体来讲，在进行钻井作业前，可先将钻井过程中用到的构成钻具的各个组成部件的相关参数录入存储设备中建立钻具信息数据库，以便后续进行调用。这里，相关参数主要是表征钻具的尺寸的参数，包括型号、外径、内径、长度等。例如，所述钻具可包括钻头、螺杆、钻铤和加重钻杆，所述钻具信息数据库可包括钻杆和钻具接头的型号、内接、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。然而，本专利技术不限于此，钻具也可以包括其它组成部件，钻具信息数据库也可以包括其它能表征钻具组成部件的参数。接下来，确定拍照位置，对移动中的钻具进行实时抓拍，记录开始抓拍到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像识别的钻具接头快速识别方法，其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：/n预先建立钻具信息数据库；/n确定拍照位置，对移动中的钻具进行实时抓拍，记录开始抓拍到当前时刻图像抓拍的时间段内钻具在竖直方向上的移动距离，并将当前时刻抓拍的图像以及钻具移动距离发送至钻具信息数据库，其中，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将钻具信息数据库存储的钻具信息数据与当前时刻抓拍图像进行比对识别，根据识别的结果以及钻具移动距离实时生成具有位置信息的钻具结构图以获得钻具接头在井中的当前位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的钻具接头快速识别方法，其特征在于，所述识别方法包括以下步骤：
预先建立钻具信息数据库；
确定拍照位置，对移动中的钻具进行实时抓拍，记录开始抓拍到当前时刻图像抓拍的时间段内钻具在竖直方向上的移动距离，并将当前时刻抓拍的图像以及钻具移动距离发送至钻具信息数据库，其中，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；
将钻具信息数据库存储的钻具信息数据与当前时刻抓拍图像进行比对识别，根据识别的结果以及钻具移动距离实时生成具有位置信息的钻具结构图以获得钻具接头在井中的当前位置。


2.一种基于图像识别的钻具接头快速识别方法，其特征在于，所述方法通过钻具接头位置的快速识别系统来实现，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；
所述处理器存储有钻具信息数据库，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处理器自身的钻具信息数据库进行对比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；
所述快速识别方法包括以下步骤：
在处理器中预先建立钻具信息数据库；
启动摄像头对钻具进行抓拍；
将钻具信息数据库存储的钻具信息数据与当前时刻抓拍图像进行比对识别，根据识别的结果、以及测距传感器测定的钻具上升或下降的距离生成并显示具有位置信息的钻具结构图；
司钻人员根据显示的钻具结构图识别钻具接头在井中的位置。


3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：何弦桀，李枝林，段慕白，万夫磊，魏强，李雷，邓虎，黄崇君，
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