本實(shí)用新型涉及油井采油技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置以及油管拆裝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

連續(xù)油管廣泛應(yīng)用于油井的修井、壓裂作業(yè)，為了工作需要通常需要獲知油管的長(zhǎng)度，然而由于油井深達(dá)幾千米，油管在地層中的下放深度很難測(cè)量。

目前，一般有靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)在線測(cè)量方式。靜態(tài)測(cè)量是通過(guò)丈量(有人工拉卷尺、紅外線激光測(cè)量)擺放在地面上的油管桿，進(jìn)行人工或者計(jì)算機(jī)累加的方式實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)在線測(cè)量又分為接觸式或非接觸式方式測(cè)量，非接觸式測(cè)量逐漸發(fā)展成為趨勢(shì)，目前的測(cè)量方式主要有以下幾種：

1.光柵尺直接測(cè)量吊鉤上下距離，通過(guò)井口安裝壓力傳感器進(jìn)行判斷；

2.激光紅外線直接測(cè)量吊鉤從頂端下移距離，通過(guò)井口安裝壓力傳感器進(jìn)行判斷；

3.通過(guò)在吊繩上安裝摩擦輪測(cè)量吊繩的移動(dòng)距離，得到吊鉤的下移距離，在井口安裝壓力傳感器進(jìn)行判斷；

4.在油管上直接安裝兩個(gè)帶彈簧摩擦輪、一個(gè)固定壓輪，通過(guò)上下接近開(kāi)關(guān)、壓輪上的回轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算；

5.通過(guò)激光多普勒效應(yīng)，將激光直接射在油管外壁上，檢測(cè)油管移動(dòng)距離和接箍位置，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度計(jì)算。

然而，由于井口附近發(fā)生偶然情況較多，井口經(jīng)常有油泥覆蓋，極易影響安裝在井口的測(cè)量器件的使用，導(dǎo)致無(wú)法測(cè)量或者測(cè)量不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種不受井口情況影響、測(cè)量準(zhǔn)確的油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置。

還有必要提供一種油管拆裝系統(tǒng)。

一種油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置，設(shè)于起升機(jī)構(gòu)，所述起升機(jī)構(gòu)包括用于吊載油管的吊鉤、機(jī)身和設(shè)于所述機(jī)身的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，所述卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)包括卷筒和纏繞于所述卷筒的鋼絲繩，所述吊鉤設(shè)于所述鋼絲繩，所述油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置包括：

測(cè)長(zhǎng)件；

控制器，所述測(cè)長(zhǎng)件連接于所述控制器；及

拉力檢測(cè)件，安裝于所述起升機(jī)構(gòu)的所述鋼絲繩，并連接于所述控制器，所述拉力檢測(cè)件包括拉力檢測(cè)器和比較器，所述拉力檢測(cè)器檢測(cè)所述吊鉤承載力，所述比較器比較所述拉力檢測(cè)器檢測(cè)的所述吊鉤承載力和預(yù)設(shè)力判斷所述起升機(jī)構(gòu)是否吊載油管，并將是否吊載油管的信號(hào)發(fā)送給所述控制器；

其中，所述控制器將是否吊載油管的信號(hào)發(fā)送給所述測(cè)長(zhǎng)件，所述測(cè)長(zhǎng)件在收到相鄰兩次吊載有油管的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)所述吊鉤移動(dòng)距離，所述控制器接收所述測(cè)長(zhǎng)件檢測(cè)的所述吊鉤移動(dòng)距離，即可獲取所述油管的下放或上升深度。

本油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置利用拉力檢測(cè)件檢測(cè)的拉力值即可判斷起升機(jī)構(gòu)是否吊載油管，進(jìn)而據(jù)此和測(cè)長(zhǎng)件測(cè)得吊鉤移動(dòng)距離獲取油管的長(zhǎng)度，十分方便，且油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置沒(méi)有任何部件安裝于井口或下降到油井內(nèi)，不受井口情況影響、且測(cè)量準(zhǔn)確。

在其中一實(shí)施例中，所述拉力檢測(cè)器為拉力傳感器。

在其中一實(shí)施例中，所述油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置還包括人機(jī)交互裝置，所述人機(jī)交互裝置與所述控制器連接，用于人機(jī)交互。

在其中一實(shí)施例中，所述測(cè)長(zhǎng)件包括角度檢測(cè)器和乘法器，所述角度檢測(cè)器檢測(cè)所述卷筒的轉(zhuǎn)角，并發(fā)送給所述乘法器，所述乘法器根據(jù)所述卷筒的轉(zhuǎn)角和所述卷筒的直徑獲得所述鋼絲繩的收繩或出繩長(zhǎng)度，進(jìn)而得到所述吊鉤的移動(dòng)距離。

在其中一實(shí)施例中，所述角度檢測(cè)器為角度傳感器或編碼器。

在其中一實(shí)施例中，所述角度檢測(cè)器包括設(shè)于機(jī)身的接近開(kāi)關(guān)、角度換算器和設(shè)于卷筒的觸發(fā)器，接近開(kāi)關(guān)在卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中根據(jù)接收到的卷筒上的觸發(fā)器發(fā)出的信號(hào)發(fā)出信號(hào)并發(fā)送給角度換算器，角度換算器根據(jù)接近開(kāi)關(guān)發(fā)送的信號(hào)獲得卷筒的轉(zhuǎn)角。

在其中一實(shí)施例中，所述控制器還包括加法器，所述加法器將獲取的各油管的下放或上升深度加和得到整個(gè)連接在一起的多根油管的總下放或上升深度。

一種油管拆裝系統(tǒng)，包括起升機(jī)構(gòu)和上述油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置，所述起升機(jī)構(gòu)包括用于吊載油管的吊鉤、機(jī)身和設(shè)于所述機(jī)身的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，所述卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)包括卷筒和纏繞于所述卷筒的鋼絲繩，所述吊鉤設(shè)于所述鋼絲繩。

本油管拆裝系統(tǒng)利用拉力檢測(cè)件檢測(cè)的拉力值即可判斷起升機(jī)構(gòu)是否吊載油管，進(jìn)而據(jù)此和測(cè)長(zhǎng)件測(cè)得吊鉤移動(dòng)距離獲取油管的長(zhǎng)度，十分方便，且油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置沒(méi)有任何部件安裝于井口或下降到油井內(nèi)，不受井口情況影響、且測(cè)量準(zhǔn)確。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型油管拆裝系統(tǒng)較佳實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示油管拆裝系統(tǒng)的兩種不同狀態(tài)的示意圖；及

圖3為本實(shí)用新型油管長(zhǎng)度測(cè)量方法的流程方框圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在兩者之間的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在兩者之間的元件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的油管拆裝系統(tǒng)包括起升機(jī)構(gòu)10和油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置。起升機(jī)構(gòu)10包括用于吊載油管A的吊鉤、機(jī)身100和設(shè)于機(jī)身100的卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)包括卷筒102和纏繞于卷筒102的鋼絲繩 104，吊鉤設(shè)于鋼絲繩104。油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置包括拉力檢測(cè)件20、測(cè)長(zhǎng)件30 及控制器50。拉力檢測(cè)件20安裝于起升機(jī)構(gòu)10的鋼絲繩104，并連接于控制器50，拉力檢測(cè)件20包括拉力檢測(cè)器和比較器，拉力檢測(cè)器檢測(cè)吊鉤承載力，比較器比較拉力檢測(cè)器檢測(cè)的吊鉤承載力和預(yù)設(shè)力判斷起升機(jī)構(gòu)10是否吊載油管A，并將是否吊載油管A的信號(hào)發(fā)送給控制器50。測(cè)長(zhǎng)件30安裝于機(jī)身100，并連接于控制器50，控制器50將是否吊載油管A的信號(hào)發(fā)送給測(cè)長(zhǎng)件30，測(cè)長(zhǎng)件30在收到相鄰兩次吊載有油管A的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)吊鉤移動(dòng)距離，控制器50接收測(cè)長(zhǎng)件30檢測(cè)的吊鉤移動(dòng)距離，即可獲取油管A的下放或上升深度，即本實(shí)用新型所說(shuō)的需要測(cè)量的“油管長(zhǎng)度”。

本油管拆裝系統(tǒng)利用拉力檢測(cè)件20檢測(cè)的拉力值即可判斷起升機(jī)構(gòu)10 是否吊載油管A，進(jìn)而據(jù)此獲取油管A的長(zhǎng)度，十分方便，且油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置沒(méi)有任何部件安裝于井口或下降到油井內(nèi)，不受井口情況影響、且測(cè)量準(zhǔn)確。

本實(shí)施例中，根據(jù)拉力檢測(cè)件20測(cè)得的拉力值判斷起升機(jī)構(gòu)10是否吊載油管A具體為：在檢測(cè)到的拉力從0逐漸增加直至穩(wěn)定的預(yù)設(shè)力時(shí)，說(shuō)明起升機(jī)構(gòu)10開(kāi)始吊載油管，在檢測(cè)到的拉力從一個(gè)穩(wěn)定的預(yù)設(shè)力逐漸減小到 0時(shí)，說(shuō)明起升機(jī)構(gòu)10開(kāi)始卸載油管，由此判斷起升機(jī)構(gòu)10是否吊載油管A。

具體地，拉力檢測(cè)器可為拉力傳感器。

本實(shí)施例中，測(cè)長(zhǎng)件30包括角度檢測(cè)器和乘法器，角度檢測(cè)器檢測(cè)卷筒 102的轉(zhuǎn)角，并發(fā)送給乘法器，乘法器根據(jù)卷筒102的轉(zhuǎn)角和卷筒102的本身的直徑獲得鋼絲繩104的收繩或出繩長(zhǎng)度，進(jìn)而得到吊鉤的移動(dòng)距離?？梢岳斫?，角度檢測(cè)器可為角度傳感器、編碼器。角度檢測(cè)器也可包括設(shè)于機(jī)身 100的接近開(kāi)關(guān)、角度換算器和設(shè)于卷筒102的觸發(fā)器，接近開(kāi)關(guān)在卷筒102 的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中根據(jù)接收到的卷筒102上的觸發(fā)器發(fā)出的信號(hào)發(fā)出信號(hào)并發(fā)送給角度換算器，角度換算器根據(jù)接近開(kāi)關(guān)發(fā)送的信號(hào)獲得卷筒102的轉(zhuǎn)角。例如，卷筒102設(shè)有一個(gè)觸發(fā)器，機(jī)身100上設(shè)有一個(gè)接近開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)每發(fā)出一次檢測(cè)到觸發(fā)器的信號(hào)說(shuō)明卷筒102轉(zhuǎn)了一圈，即轉(zhuǎn)了360度。

更具體地，測(cè)長(zhǎng)件30還包括與卷筒102同軸設(shè)置的多齒飛輪，接近開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)多齒飛輪而設(shè)。多齒飛輪有n個(gè)齒，每相鄰兩個(gè)齒之間的夾角為360/n°，當(dāng)接近開(kāi)關(guān)先后發(fā)出兩個(gè)信號(hào)，說(shuō)明卷筒102轉(zhuǎn)過(guò)了360/n°，依次類推。更具體地，接近開(kāi)關(guān)的數(shù)量為兩個(gè)，這樣可以分辨卷筒102的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

本實(shí)施例中，拉力檢測(cè)件20獲取鋼絲繩104承受的拉力即可獲得吊鉤的承載力。如圖2所示，當(dāng)油管A需要下管時(shí)，在第一狀態(tài)下，吊鉤處于較高的位置，油管A位于油井上方，油管A的端部掛在吊鉤上，這時(shí)，將油管A 與下方的另一根油管B連接，此時(shí)下方的油管B坐在井口卡瓦處，卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)不受力，這時(shí)控制器50可判斷油管A處于開(kāi)始準(zhǔn)備下降的狀態(tài)；連接好后卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)工作，將油管A與下方的另一油管連接，吊鉤的承載力從0逐漸增大直到穩(wěn)定，拉力檢測(cè)件20測(cè)得的拉力對(duì)應(yīng)從0逐漸增大到一個(gè)穩(wěn)定的值；接著吊鉤逐漸下降，下降到第二狀態(tài)時(shí)，吊鉤的承載力從穩(wěn)定逐漸減小直到0，拉力檢測(cè)件20測(cè)得的拉力對(duì)應(yīng)從一個(gè)穩(wěn)定值逐漸減小到0，油管A坐在井口卡瓦處，這時(shí)控制器50可判斷油管A已下降到位；同時(shí)，這個(gè)時(shí)間內(nèi)，測(cè)長(zhǎng)件30測(cè)得吊鉤的移動(dòng)距離L，這個(gè)距離L即油管A的下放或上升深度?？梢岳斫?，起管時(shí)原理相同。具體地，鋼絲繩104一端設(shè)于駕駛室前端，然后繞設(shè)于起重臂頂端的輪子并與吊鉤連接，然后繞設(shè)到卷筒102上。

本實(shí)施例中，控制器50還包括加法器，加法器將獲取的各油管的下放或上升深度加和得到整個(gè)連接在一起的多根油管的總下放或上升深度。需要說(shuō)明的是，由于相鄰兩個(gè)油管之間需要連接一定距離，也就是油管的總的下放或上升深度并不等于所有油管的總長(zhǎng)度，如果直接將各油管長(zhǎng)度相加存在誤差，而且由于連接時(shí)容易存在誤差，即使根據(jù)經(jīng)驗(yàn)減掉連接的長(zhǎng)度，也會(huì)存在誤差。本實(shí)用新型直接測(cè)量各油管的下放或上升深度，不存在上述誤差，測(cè)量更準(zhǔn)確。

本實(shí)施例中，油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置還包括人機(jī)交互裝置70，人機(jī)交互裝置 70與控制器50連接，用于顯示油管長(zhǎng)度或者人工進(jìn)行補(bǔ)償輸入等人機(jī)交互。

本實(shí)用新型還提供一種可利用上述油管長(zhǎng)度測(cè)量裝置測(cè)量油管長(zhǎng)度的油管長(zhǎng)度測(cè)量方法，包括以下步驟：

S12：油管A掛接于起升機(jī)構(gòu)10進(jìn)行起吊，同時(shí)檢測(cè)起升機(jī)構(gòu)10承載的油管A施加的拉力；

S14：根據(jù)檢測(cè)到的拉力變化情況判斷起升機(jī)構(gòu)10是否吊載油管A；

S16：測(cè)量油管A在起吊過(guò)程中油管A移動(dòng)的距離；

S18：根據(jù)起升機(jī)構(gòu)10是否吊載油管A的信息及油管A移動(dòng)的距離獲取油管A的下放或上升深度。

本油管長(zhǎng)度測(cè)量方法檢測(cè)油管施加的拉力值即可判斷起升機(jī)構(gòu)10是否吊載油管，進(jìn)而據(jù)此獲取油管A的長(zhǎng)度，十分方便，且不需要安裝任何部件于井口或下降到油井內(nèi)，不受井口情況影響、且測(cè)量準(zhǔn)確。

具體地，步驟S14具體為：當(dāng)檢測(cè)到的拉力從0逐漸增加直至穩(wěn)定時(shí)，起升機(jī)構(gòu)10開(kāi)始吊載油管，當(dāng)檢測(cè)到的拉力從一個(gè)穩(wěn)定值逐漸減小到0時(shí)，起升機(jī)構(gòu)10開(kāi)始卸載油管，由此判斷起升機(jī)構(gòu)10是否吊載油管A。

本實(shí)施例中，油管長(zhǎng)度測(cè)量方法還包括步驟：

S20：根據(jù)獲取的各油管的下放或上升深度計(jì)算得到整個(gè)連接在一起的多根油管A的總下放或上升深度。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。