[发明专利]一种釆用光电无接触自动定位钻杆接头和检测钻杆接头的装备

说明书

本申请涉及一种釆用光电无接触自动定位钻杆接头和检测钻杆接头的装备，属于钻杆控制设备的技术领域，其包括机械手，机械手一端连接有连接架，连接架固定连接有前夹紧架和后夹紧架，前夹紧架位于后夹紧架一侧，前夹紧架连接有夹紧钻杆接头的母接头的前夹紧组件，后夹紧架连接有夹紧钻杆接头的母接头的后夹紧组件，连接架对应前夹紧架远离后夹紧架一侧连接有夹紧并转动钻杆接头的公接头的拧紧组件，还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括距离检测模块、扫描控制模块、波形计算模块和夹紧控制模块，本发明具有能够准确地自动检测并定位钻杆接头，保证夹紧位置准确的效果。

技术领域

本发明涉及钻杆控制设备的技术领域，尤其是涉及一种釆用光电无接触自动定位钻杆接头和检测钻杆接头的装备。

背景技术

目前钻杆是一种尾部带有螺纹的钢管，用于连接钻机地表设备和位于钻井底端钻磨设备或底孔装置。钻杆的用途是将钻探泥浆运送到钻头，并与钻头一起提高、降低或旋转底孔装置。钻杆必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。钻杆接头是钻杆的组成部分，分公接头和母接头，连接在钻杆管体的两端。为避免接头磨损造成断钻杆、脱扣等钻井事故，必须在钻杆母接头上设有钻杆接头防磨带。特别是脱扣的情况，一旦在抽出钻杆时钻机与钻杆之间的摩擦力过小、钻杆接头没有拧紧或者钻机的夹紧装置出现故障，都会使钻杆落下，落入钻孔内的钻杆和钻头难以取出，会造成严重损失。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：钻杆接头如果连接不稳，极容易出现脱扣或钻歪等事故，所以必须要在钻杆接头的连接处进行拧紧，但是目前自动化钻机难以准确地夹紧钻杆接头的连接处并进行拧紧。

发明内容

为了能够准确地夹紧钻杆接头的连接处，本申请提供一种釆用光电无接触自动定位钻杆接头和检测钻杆接头的装备。

本申请提供的一种釆用光电无接触自动定位钻杆接头和检测钻杆接头的装备采用如下的技术方案：

一种釆用光电无接触自动定位钻杆接头和检测钻杆接头的装备，包括机械手，机械手一端连接有连接架，连接架固定连接有前夹紧架和后夹紧架，前夹紧架位于后夹紧架一侧，前夹紧架连接有夹紧钻杆接头的母接头的前夹紧组件，后夹紧架连接有夹紧钻杆接头的母接头的后夹紧组件，连接架对应前夹紧架远离后夹紧架一侧连接有夹紧并转动钻杆接头的公接头的拧紧组件，还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括距离检测模块、扫描控制模块、波形计算模块和夹紧控制模块；

所述距离检测模块包括光电测距传感器，光电测距传感器检测自身到钻杆接头之间的距离值，距离检测模块向波形计算模块传输距离值；

所述扫描控制模块接收输入的指令后控制距离检测模块工作，并控制机械手带动连接架沿钻杆接头移动方向移动，并向波形计算模块传输连接架移动的行程信息；

所述波形计算模块根据接收的距离值和行程信息绘制平面波形图，波形计算模块计算平面波形图中变化最剧烈的区域并将该区域作为连接处区域，波形计算模块获取连接处区域的行程信息，根据连接处区域的行程信息计算连接处坐标区间，并将连接处坐标区间发送给夹紧控制模块；

所述夹紧控制模块根据获取的连接处坐标区间控制机械手将前夹紧架和拧紧组件之间区域置于连接处坐标区间内。

通过采用上述方案，当需要机械手对钻杆接头进行上扣时，首先控制钻杆接头上下移动，让光电测距传感器对钻杆接头表面进行扫描，获得模拟钻杆接头表面形状的波形图，系统根据波形图自动计算连接处位置并控制装备夹紧连接处。保证能够准确夹紧钻杆接头连接处，拧紧效果稳定，在需要卸扣时也能够同样进行定位，减少脱扣发生的可能。

优选的，光电测距传感器固定连接于前夹紧架，连接架对应后夹紧架远离前夹紧架一侧固定连接有清洁架，清洁架对应光电测距传感器正下方位置处固定连接有驱动电机，驱动电机的输出轴固定连接有换向器，换向器另一端固定连接有传动轴，传动轴固定连接有清洁轮，清洁轮固定连接有多个清洁叶片，当钻杆接头位于后夹紧架内时，清洁叶片均能够抵接钻杆接头。