本發(fā)明涉及一種鉆機(jī)，并且涉及將管放置到鉆機(jī)的指梁架和從指梁架移除管的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。本發(fā)明的另一個(gè)方面還提供了一種用于監(jiān)測(cè)指梁臺(tái)的多個(gè)閂鎖的健康狀況的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在鉆制井眼的過(guò)程中，鉆頭布置在鉆柱的下端上的井底組件中。鉆頭旋轉(zhuǎn)以在地層中鉆孔。地層可以位于水位以下或者可以是干燥地段。鉆柱的上端通過(guò)鉆機(jī)的鉆臺(tái)中的開(kāi)口。開(kāi)口已知為油井中心。鉆柱構(gòu)造在鉆機(jī)上并且通過(guò)已知為鉆井絞車的絞車使用線纜將其拉入到井孔中以及從井孔中拉出。線纜越過(guò)固定到井架頂部的定滑輪并且向下通往動(dòng)滑輪，所述動(dòng)滑輪在井架內(nèi)上下行進(jìn)，以升高或降低多節(jié)鉆探管和/或整個(gè)鉆柱。

鉆頭至少在最初階段因鉆柱旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。鉆柱可以通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)而旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)盤(pán)布置在鉆臺(tái)的油井中心處。在這個(gè)情況中，轉(zhuǎn)環(huán)鉤到動(dòng)滑輪上，所述轉(zhuǎn)環(huán)具有附接到其上的吊卡，鉆柱保持在所述吊卡中，以便降低和升高。作為替代方案或者附加方案，可以通過(guò)頂部驅(qū)動(dòng)器來(lái)使得鉆柱旋轉(zhuǎn)，所述頂部驅(qū)動(dòng)器能夠沿著在鉆機(jī)的井架中的軌道上下移動(dòng)。動(dòng)滑輪連接到頂部驅(qū)動(dòng)器，以沿著軌道升高和降低頂部驅(qū)動(dòng)器。頂部驅(qū)動(dòng)器吊卡從提環(huán)上的頂部驅(qū)動(dòng)器下垂。在鉆井孔時(shí)，將多節(jié)鉆探管添加到鉆柱，以允許鉆頭更深地鉆入到地層中。多節(jié)鉆探管通常添加兩節(jié)或更多節(jié)、通常為三節(jié)的立根中。鉆探管的立根被構(gòu)造成偏離油井中心位于小鼠洞中或者動(dòng)力鼠洞中。

鉆探管初始水平地保持在海上鉆機(jī)或者鉆井船的保持部件中或者保持在陸地上的水平堆棧中。一節(jié)鉆探管從保持部件或堆棧移動(dòng)到已知為鉆探管走道的傳送帶，所述傳送帶將這一節(jié)鉆探管向上傳送到鉆臺(tái)。

由管操縱設(shè)備從鉆探管走道拾取第一節(jié)鉆探管，并且該第一節(jié)鉆探管的公扣端(pinend)被下放通過(guò)小鼠洞中的卡盤(pán)。從鉆探管走道拾取第二鉆探管，并且第二鉆探管的公扣端懸掛在第一節(jié)鉆探管的母扣上方。使用鐵鉆工將第二節(jié)的公扣旋轉(zhuǎn)到第一節(jié)的母扣中并且轉(zhuǎn)動(dòng)，以形成兩節(jié)鉆探管立根。添加第三節(jié)和可能的第四節(jié)，以構(gòu)建鉆探管立根。另一種管操縱設(shè)備使得鉆探管立根從小鼠洞或者鼠洞直接移動(dòng)到油井中心，用于連接到鉆柱或者進(jìn)入到指梁架，所述指梁架包括一個(gè)或者多個(gè)指梁臺(tái)，用于緩沖存儲(chǔ)。每個(gè)指梁臺(tái)均包括狹縫，所述狹縫由已知為指狀件的鋼梁以陣列的方式限定，在us-b2-8550761中公開(kāi)了這種指梁架和管操縱設(shè)備，其公開(kāi)內(nèi)容出于所有目的而并入本申請(qǐng)。多個(gè)閂鎖布置在每根指狀件上。在毗鄰的指狀件和毗鄰的閂鎖之間限定了用于單個(gè)鉆探管立根的空間。多個(gè)閂鎖中的一個(gè)閂鎖布置在每個(gè)鉆探管立根之間，以禁止鉆探管立根從狹縫中傾倒出去。閂鎖通常被氣動(dòng)操作并且在水平位置和豎直位置之間移動(dòng)。管操縱臂用于將鉆探管立根從指梁臺(tái)移動(dòng)到油井中心。吊卡或者頂部驅(qū)動(dòng)器吊卡用于提升鉆探管立根的上端，在此時(shí)下端擺動(dòng)成與油井中心對(duì)準(zhǔn)。然后，鉆探管立根連接到懸于井孔中的鉆探管柱。使用同一鐵鉆工進(jìn)行連接。特定類型的管操縱設(shè)備已知為支柱架，所述支柱架包括一支柱，所述支柱能夠在指梁臺(tái)前方的軌道中移動(dòng)。支柱具有沿其延伸的兩條或者更多條管操縱臂，并且支柱能夠旋轉(zhuǎn)，從而具有能夠進(jìn)入大約一至五百個(gè)鉆探管、套管和其它管的立根的大立根盒容量。指梁臺(tái)以有序方式容納管，在所述指梁臺(tái)處能夠存儲(chǔ)、固定以及取回所述管，用于立根構(gòu)建或者鉆井操作。

為了從狹縫取回鉆探管立根，支柱架將在所選擇的狹縫前方移動(dòng)，延伸其夾持器臂，打開(kāi)對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)閂鎖，然后從狹縫中拉出立根。當(dāng)支柱架將管帶入到指梁臺(tái)中時(shí)實(shí)施相反操作。不同的閂鎖類型可以用于鉆探管、套管生產(chǎn)油管等。所述不同的閂鎖類型的直徑、形狀和重量均有所變化。閂鎖具有各種形狀。另外，指梁臺(tái)內(nèi)的指狀件之間的距離將變化。閂鎖具有通常氣動(dòng)操作的兩個(gè)主要位置。所述兩個(gè)主要位置能夠是水平的，以防止管從狹縫中掉落出；或者是豎直的，從而釋放路徑并且允許放置或者移除管。偶爾，閂鎖處于打開(kāi)和閉合之間的位置。

由wo2011/135311還已知了具有這樣的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于判定井內(nèi)鉆探管相對(duì)于鐵鉆工的位置。該系統(tǒng)包括：成像設(shè)施，所述成像設(shè)施布置成捕獲鉆探管在由裝置接合的管區(qū)域中的圖像；和處理器，所述處理器能夠操作以分析捕獲的所述圖像并且由其判定鉆探管相對(duì)于鐵鉆工的位置。還公開(kāi)了一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括成像設(shè)施，所述成像設(shè)施布置成捕獲保持在吊卡中的鉆探管的圖像，以確認(rèn)鉆探管確實(shí)位于吊卡中。

以已知為“脫開(kāi)”的程序從油井移除鉆柱。通常，頂部驅(qū)動(dòng)器吊卡將鉆探管的立根段從井孔中提升出來(lái)。鉆臺(tái)中的油井中心處的卡盤(pán)防止鉆柱的其余部分掉落到井內(nèi)。使用鐵鉆工使得鉆探管立根與鉆柱斷開(kāi)連接。立根“退回”到指梁臺(tái)中。因此，當(dāng)整個(gè)鉆柱已經(jīng)脫開(kāi)時(shí)，大量的鉆探管立根退回到指梁臺(tái)中。

為了改善井孔的完整性，井孔可以內(nèi)襯有套管。套管柱下放到井孔中，并且從井口或者地層表面上的模板懸掛該套管柱。在構(gòu)造套管柱期間，隨著套管柱被下放到井孔中，套管段被添加至套管柱。套管段從存儲(chǔ)區(qū)域直接移動(dòng)到油井中心，或者使用指梁架作為緩沖存儲(chǔ)。因此，指梁臺(tái)可以附加地具有以適于套管的間距間隔開(kāi)的指狀件和閂鎖，所述套管的直徑通常大于鉆探管的直徑。使用管操縱設(shè)備使套管段移動(dòng)成與油井中心對(duì)準(zhǔn)，或者使用吊卡從傳送機(jī)提升上端，使得下端擺動(dòng)成與油井中心和懸在井孔中的套管柱對(duì)準(zhǔn)。然后，套管段被連接到懸在井孔中的套管柱。

在繼續(xù)鉆井之前，鉆頭和鉆柱“下鉆”到油井中。由于使用管操縱臂使bha上的鉆頭以及繼而來(lái)自指梁臺(tái)的鉆探管立根一次一個(gè)地移動(dòng)到油井中心、并且以與上述程序相同的程序進(jìn)行連接(除了預(yù)先鉆井孔并且下套管的事實(shí)之外)，因此與鉆井時(shí)相比，該程序以更快的速度實(shí)施。

其它井內(nèi)工具可以放置在指梁架上，諸如，井下動(dòng)力鉆具、造斜器、襯管、生產(chǎn)油管、井眼清潔工具等。

本發(fā)明人已經(jīng)注意到，放回到指梁架的指梁臺(tái)中的鉆探管、套管和其它管和井內(nèi)工具存在著傾倒的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明人還已經(jīng)注意到，在指梁臺(tái)中設(shè)置了數(shù)百閂鎖。盡管閂鎖失效的可能性較低，但是由于存在大量閂鎖，因此這種可能性不可忽視。在閂鎖未能打開(kāi)或者僅僅部分打開(kāi)的情況中，管操縱臂可能仍然試圖從指梁臺(tái)中拉出立根，這能夠?qū)е略O(shè)備損壞并且可能掉落零件乃至掉落鉆探管。在閂鎖不能閉合的情況中，放置在指梁架中的鉆探管可能傾倒。本發(fā)明人還已經(jīng)注意到的是，需要定期檢查閂鎖。閂鎖以開(kāi)放環(huán)路操作，并且當(dāng)發(fā)生機(jī)械故障時(shí)，不能利用現(xiàn)有系統(tǒng)檢測(cè)閂鎖是否成功地改變了位置。成本和時(shí)間結(jié)果根據(jù)操作者能夠多快檢測(cè)到閂鎖的位置改變而變化。然而，無(wú)論何時(shí)支柱架拉動(dòng)或者推動(dòng)有缺陷的閂鎖，這對(duì)于設(shè)備、結(jié)構(gòu)和附近人員均構(gòu)成危險(xiǎn)。本發(fā)明人還已經(jīng)注意到，鉆機(jī)日夜在正常和極端天氣條件下操作，諸如，北極圈的海上、陸地上的被雪包圍的條件、冰冷條件、以及在暴露于強(qiáng)光的炎熱沙漠中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于將管放置到鉆機(jī)的指梁臺(tái)上以及從指梁臺(tái)移除管的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括鉆機(jī)，所述鉆機(jī)具有鉆臺(tái)、井架、管操縱設(shè)備以及至少一個(gè)指梁臺(tái)，所述指梁臺(tái)具有：至少兩根指狀件，所述指狀件限定狹縫；和多個(gè)閂鎖，所述多個(gè)閂鎖布置在所述至少兩根指狀件之間，以限定用于管的空間，所述多個(gè)閂鎖中的每個(gè)閂鎖均能夠在打開(kāi)位置和閉合位置之間選擇性地移動(dòng)，所述系統(tǒng)還包括至少一個(gè)攝像機(jī)，所述攝像機(jī)在視野中具有所述多個(gè)閂鎖中的至少一個(gè)閂鎖，且所述攝像機(jī)捕獲所述閂鎖的圖像并且將所述圖像發(fā)送到主控計(jì)算機(jī)，所述主控計(jì)算機(jī)編程有一組指令，以分析所述圖像的表示閂鎖處于打開(kāi)位置或閉合位置中的細(xì)節(jié)特征，從而得到閂鎖處于打開(kāi)位置或閉合位置中的結(jié)論，并且基于所述結(jié)論允許或者不允許管操縱設(shè)備將管放置在指梁臺(tái)中或者從指梁臺(tái)移除管。

本發(fā)明還提供了一種鉆機(jī)，所述鉆機(jī)具有鉆臺(tái)、井架和管操縱設(shè)備以及至少一個(gè)指梁臺(tái)，所述指梁臺(tái)具有：至少兩根指狀件，所述指狀件限定狹縫；和多個(gè)閂鎖，所述多個(gè)閂鎖布置在所述至少兩根指狀件之間，以限定用于管的空間，所述多個(gè)閂鎖中的每個(gè)閂鎖均能夠在打開(kāi)位置和閉合位置之間選擇性地移動(dòng)，所述鉆機(jī)還包括至少一個(gè)攝像機(jī)，所述攝像機(jī)在視野中具有所述多個(gè)閂鎖中的至少一個(gè)閂鎖。所述至少一個(gè)攝像機(jī)用于捕獲所述閂鎖的圖像并且將所述圖像發(fā)送到主控計(jì)算機(jī)，所述主控計(jì)算機(jī)編程有一組指令，以分析所述圖像的表示閂鎖處于打開(kāi)位置或閉合位置中的細(xì)節(jié)特征，從而得到閂鎖處于打開(kāi)位置或閉合位置中的結(jié)論，并且基于所述結(jié)論允許或者不允許管操縱設(shè)備將管放置到指梁臺(tái)中或者從指梁臺(tái)移除管。

本發(fā)明還提供了一種用于將管放置到鉆機(jī)的指梁臺(tái)上以及從指梁臺(tái)移除管的方法，所述鉆機(jī)包括：鉆臺(tái)、井架、管操縱設(shè)備以及至少一個(gè)指梁臺(tái)，所述指梁臺(tái)具有：至少兩根指狀件，所述指狀件限定狹縫；和多個(gè)閂鎖，所述多個(gè)閂鎖布置在所述至少兩根指狀件之間，以限定用于管的空間，所述多個(gè)閂鎖中的每個(gè)閂鎖均能夠在打開(kāi)位置和閉合位置之間選擇性地移動(dòng)，所述鉆機(jī)還包括至少一個(gè)攝像機(jī)，所述攝像機(jī)在視野中具有所述多個(gè)閂鎖中的至少一個(gè)閂鎖，所述方法包括以下步驟：捕獲所述閂鎖的圖像并且將所述圖像發(fā)送到主控計(jì)算機(jī)；所述主控計(jì)算機(jī)編程有一組指令，以分析所述圖像的表示閂鎖處于打開(kāi)位置或閉合位置中的細(xì)節(jié)特征，從而得到閂鎖處于打開(kāi)位置或閉合位置中的結(jié)論，并且基于所述結(jié)論允許或者不允許管操縱設(shè)備將管放置到指梁臺(tái)中或者從指梁臺(tái)移除管。

可選地，所述系統(tǒng)和方法還推斷閂鎖是否處于部分打開(kāi)的中間位置中。

可選地，攝像機(jī)是捕獲圖像的高清晰度模擬或者數(shù)字閉路電視攝像機(jī)。閉路電視攝像機(jī)可以是這樣的類型：包括電荷耦合器件(ccd)或者互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)?？蛇x地，攝像機(jī)包括彩色成像傳感器。可選地，傳感器還能夠檢測(cè)紅外頻率范圍。替代地，攝像機(jī)還包括紅外傳感器，所述紅外傳感器使用位于每個(gè)閂鎖上的紅外標(biāo)記物。可選地，紅外標(biāo)記物是無(wú)源的，即，不供電的?？蛇x地，攝像機(jī)是深度成像攝像機(jī)，以捕獲圖像和與在圖像中捕獲到的物體相距的距離?？蛇x地，深度成像攝像機(jī)是飛行時(shí)間深度成像攝像機(jī)，其可選地使用激光器，以利用激光泛視野、并且測(cè)量光的發(fā)射以及接收光反射所需的時(shí)間，以構(gòu)建深度圖像?？蛇x地，深度成像攝像機(jī)是立體深度成像攝像機(jī)，所述立體深度成像攝像機(jī)可選地針對(duì)同一物體使用兩個(gè)攝像機(jī)，以提供深度測(cè)量?？蛇x地，深度成像攝像機(jī)是三角形片光或結(jié)構(gòu)光類型。

可選地，攝像機(jī)布置在殼體中，所述殼體具有玻璃或者半透明或者透明的窗口，所述窗口設(shè)置有擦拭件，譬如，保持窗口干凈并且清理雨水、雪、水點(diǎn)、灰塵和泥土的刮水片?？蛇x地，攝像機(jī)設(shè)置有光源，以保持照射在閂鎖上的至少350lux的光強(qiáng)度。可選地，光源安裝在攝像機(jī)附近。

可選地，攝像機(jī)布置在管操縱設(shè)備上，可選地，管操縱設(shè)備包括：操縱臂，所述操縱臂具有用于夾持管的管夾持設(shè)備和固定到支柱的基座，所述攝像機(jī)布置在所述基座上或者下方，或者替代地布置在所述夾持設(shè)備上。可選地，攝像機(jī)位于管操縱設(shè)備的支柱上或者相對(duì)于管操縱設(shè)備的支柱固定?？蛇x地，支柱能夠在水平面中移動(dòng)，并且可選地能夠旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，攝像機(jī)布置在所述井架上，在所述指梁臺(tái)的前方。可選地，攝像機(jī)布置在指梁臺(tái)的平面的后方和上方?？蛇x地，攝像機(jī)布置在軌道上。可選地，軌道基本垂直于指狀件?？蛇x地，攝像機(jī)具有聯(lián)軸節(jié)基座，使得攝像機(jī)能夠改變其視野，可選地利用控制系統(tǒng)改變其視野。如果攝像機(jī)的視野不能完全正常地捕獲良好圖像，則可以以兩個(gè)或者三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度定向。替代地，使用允許一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度的轉(zhuǎn)臺(tái)。替代地，攝像機(jī)固定，使得不會(huì)發(fā)生移動(dòng)。

可選地，管操縱設(shè)備是管操縱臂?？蛇x地，管操縱臂由管操縱臂計(jì)算機(jī)控制?？蛇x地，管操縱臂計(jì)算機(jī)編程有一組指令，以發(fā)現(xiàn)位于所述指梁臺(tái)中的管，以便從指梁臺(tái)移除所述管并且將管狀件運(yùn)送到油井中心。

可選地，管是以下中的一種：鉆探管的立根；一段鉆探管；一段套管；具有位于其中或者連接到其上的井下工具的鉆探管立根；井底組件或者井底組件的部件；生產(chǎn)油管；襯管；和穿孔管。

可選地，分析所述圖像的表示所述閂鎖處于打開(kāi)位置或閉合位置中的細(xì)節(jié)特征的步驟包括分析所述閂鎖周圍的對(duì)比度?？蛇x地，繪制閂鎖周圍的外形，可選地，繪制閂鎖的其它特征，例如位于閂鎖中的孔的樣式。可選地，分析表示所述閂鎖處于打開(kāi)位置或閉合位置中的細(xì)節(jié)特征包括分析閂鎖不應(yīng)當(dāng)處于打開(kāi)位置中或者閉合位置中的區(qū)域，即，當(dāng)閂鎖應(yīng)當(dāng)處于打開(kāi)位置中時(shí)，尋找處于水平平面中的缺失的閂鎖。

可選地，該系統(tǒng)還包括限定一個(gè)閂鎖周圍的區(qū)域的子圖像的步驟?？蛇x地，子圖像覆蓋的區(qū)域足以覆蓋處于閉合位置和打開(kāi)位置中的所述一個(gè)閂鎖。

可選地，主控計(jì)算機(jī)包括尋找閂鎖上的橢圓或圓的的算法。可選地，為了評(píng)估閂鎖是否閉合。可選地，為了尋找在一條線上并且可選地在一條水平線上的一組橢圓。

可選地，閂鎖包括標(biāo)記物。可選地，標(biāo)記物具有反射元件。可選地，標(biāo)記物是反射帶?？蛇x地，反射可見(jiàn)光或者攝像機(jī)能夠檢測(cè)到的波長(zhǎng)的光，該波長(zhǎng)的光可以包括紅外光?？蛇x地，主控計(jì)算機(jī)包括尋找閂鎖上的標(biāo)記物的算法?？蛇x地，主控系統(tǒng)設(shè)置有尋找閂鎖的輪廓并且比較標(biāo)記物與閂鎖的輪廓的相對(duì)位置的其它算法。可選地，為了評(píng)估閂鎖是否打開(kāi)。

可選地，攝像機(jī)捕獲指梁架中的狹縫的圖像，并且主控計(jì)算機(jī)包括尋找未登記管和虛幻管的算法。未登記管是實(shí)際上位于其中但是沒(méi)有在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中登記的管。虛幻管是在被登記在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中但是實(shí)際上不存在的管?？蛇x地，在檢查閂鎖的狀態(tài)之前。用于檢查未登記管或者虛幻管的算法可以包括在特定狹縫中并且位于特定閂鎖之間的管的圖像的數(shù)據(jù)庫(kù)、并且比較圖像與數(shù)據(jù)庫(kù)。替代地，所述算法能夠通過(guò)注意某些特征(諸如，管輪廓的顏色對(duì)比)來(lái)確定圖像包含管。

檢查未登記管和虛幻管至關(guān)重要。在最壞的情況中，管能夠掉落在鉆臺(tái)上。而且，可能損壞管操縱器和其它設(shè)備。如果諸如管操縱器的設(shè)備認(rèn)為其完成了操縱程序而實(shí)際上還沒(méi)有完成該操縱程序時(shí)，則會(huì)發(fā)生時(shí)間延遲。

可選地，由管操縱控制計(jì)算機(jī)來(lái)控制管操縱設(shè)備，所述管操縱控制計(jì)算機(jī)編程有一組指令，以發(fā)現(xiàn)處于指梁臺(tái)中的管，以從指梁臺(tái)移除管并且將管狀件運(yùn)送到油井中心。主控計(jì)算機(jī)命令所述管操縱計(jì)算機(jī)基于閂鎖是否處于打開(kāi)或者閉合位置中的結(jié)論而允許或者不允許管操縱設(shè)備將管放置在指梁架中或者從指梁架移除管。

可選地，在所述圖像之后，從所述攝像機(jī)獲得閂鎖的至少一個(gè)其它圖像，由所述主控計(jì)算機(jī)處理所述至少一個(gè)其它圖像，所述主控計(jì)算機(jī)編程有一組指令，以分析所述至少一個(gè)其它圖像的表示所述閂鎖(114)處于打開(kāi)位置或閉合位置中的細(xì)節(jié)特征，以便確認(rèn)或者否認(rèn)所述結(jié)論。可選地，為了增加所述結(jié)論的魯棒性和確定性?？蛇x地，所述圖像是數(shù)字圖像，盡管還可以是模擬圖像?？蛇x地，所述圖像包括深度數(shù)據(jù)或者完全由深度數(shù)據(jù)建立，使得捕獲三維圖像并且將三維圖像發(fā)送到主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?？蛇x地，針對(duì)每一平方毫米至一千平方毫米、可選地每十平方毫米至一百平方毫米的區(qū)域測(cè)量深度數(shù)據(jù)。

可選地，實(shí)時(shí)捕獲并且處理圖像?？蛇x地，在相互間隔0.01秒和五秒之間的時(shí)間內(nèi)捕獲該圖像和另一圖像。

可選地，主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)位于至少一個(gè)攝像機(jī)中或者攝像機(jī)的殼體中。替代地，主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)位于鉆機(jī)上，諸如，值班室中。替代地，主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)位于與鉆機(jī)相距一定距離的位置處，諸如，位于控制中心或者云中。

可選地，鉆臺(tái)位于鉆機(jī)中?？蛇x地，鉆臺(tái)位于以下中一個(gè)中：鉆井船、浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船(fpso)、小水線面雙體船(swath)、張力腿平臺(tái)、和陸上鉆機(jī)。

由集成的非接觸式測(cè)量設(shè)備來(lái)解決本領(lǐng)域中的這些和其它需求。在優(yōu)選實(shí)施例中，測(cè)量系統(tǒng)包括一個(gè)或者多個(gè)攝像機(jī)，所述攝像機(jī)位于支柱架處。攝像機(jī)位于固定位置中，所述固定位置允許待操作的閂鎖的被遮蔽視圖。收集并且處理一系列圖像，用于識(shí)別預(yù)期的幾何結(jié)構(gòu)和特征組合。從圖像獲得的數(shù)據(jù)可以繪制成此時(shí)位于支柱架前方的指狀件和閂鎖的三維表示。需要最少一張圖像；然而，可組合更多圖像，以增加結(jié)果的魯邦性和確定性。

在另一個(gè)實(shí)施例中，基于期望的視圖和其它可動(dòng)部件在支柱架上的定位來(lái)致動(dòng)用于攝像機(jī)的鉸接座架。鉸接座架將根據(jù)此時(shí)支柱架將面對(duì)的指狀件構(gòu)造而前往預(yù)定的位置。一些模型和/或指梁臺(tái)構(gòu)造將不需要其它自由度。

在另一個(gè)實(shí)施例中，由具有一個(gè)或者多個(gè)攝像機(jī)的專用可動(dòng)軌道解決本領(lǐng)域中的其它需求，所述攝像機(jī)安裝在所述可動(dòng)軌道上、在指梁臺(tái)的相對(duì)側(cè)上、并且位于面向支柱架的立根盒后方。其它集成致動(dòng)器將使得攝像機(jī)從一根指狀件移動(dòng)到下一根指狀件，從而使用相同的圖像處理技術(shù)掃描所有閂鎖的狀態(tài)。

在一特定實(shí)施例中，作為基于圖像的識(shí)別系統(tǒng)的附加方案或者替代方案，使用了非接觸式深度傳感器。該傳感器包括激光器或者聲納，用于產(chǎn)生位于支柱架前方中的設(shè)備狀態(tài)的三維表示。

本發(fā)明還提供了一種用于監(jiān)測(cè)鉆機(jī)的指梁臺(tái)中的多個(gè)閂鎖的健康狀況的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括鉆機(jī)，所述鉆機(jī)具有鉆臺(tái)、井架、管操縱設(shè)備以及至少一個(gè)指梁臺(tái)，所述指梁臺(tái)具有：至少兩根指狀件，所述指狀件限定狹縫；和多個(gè)閂鎖，所述多個(gè)閂鎖布置在所述至少兩根指狀件之間，以限定用于管的空間，所述多個(gè)閂鎖中的每個(gè)閂鎖均能夠在打開(kāi)位置和閉合位置之間選擇性地移動(dòng)；和閂鎖控制器，用于在所述打開(kāi)位置和所述閉合位置之間控制所述閂鎖，所述系統(tǒng)還包括至少一個(gè)攝像機(jī)，所述攝像機(jī)在視野中具有所述多個(gè)閂鎖中的至少一個(gè)閂鎖，捕獲所述至少一個(gè)閂鎖的圖像并且將所述圖像發(fā)送到主控計(jì)算機(jī)，所述主控計(jì)算機(jī)編程有一組指令，以分析所述圖像的表示所述閂鎖處于打開(kāi)位置或閉合位置中的細(xì)節(jié)特征，得到所述閂鎖處于打開(kāi)位置或閉合位置中的結(jié)論，所述主控計(jì)算機(jī)從所述閂鎖控制器接收信息數(shù)據(jù)包，所述信息數(shù)據(jù)包包括所述閂處于打開(kāi)位置或者閉合位置中的信息，所述主控計(jì)算機(jī)比較所述信息數(shù)據(jù)包中的信息與由攝像機(jī)獲得的結(jié)論、并且基于所述比較評(píng)估所述至少一個(gè)閂鎖的健康狀況。

可選地，閂鎖控制器包括到管操縱計(jì)算機(jī)中?？蛇x地，如果閂鎖的健康狀況的評(píng)估結(jié)果為不健康，則還包括主計(jì)算機(jī)將表示至少一個(gè)閂鎖不健康的消息發(fā)送到顯示裝置的步驟?？蛇x地，如果閂鎖的健康狀況的評(píng)估結(jié)果為不健康，則還包括主計(jì)算機(jī)將消息發(fā)送到處于遠(yuǎn)側(cè)位置的閂鎖的供應(yīng)方、遠(yuǎn)側(cè)位置的維修閂鎖的承包人或者鉆機(jī)上的技術(shù)人員的步驟。消息可以是自動(dòng)產(chǎn)生的郵件的形式，所述郵件由主控制系統(tǒng)產(chǎn)生并且具有關(guān)于閂鎖的序列號(hào)、圖像的副本和指梁臺(tái)的細(xì)節(jié)(例如，安裝高度和序列號(hào))、以及鉆機(jī)的細(xì)節(jié)的信息，所述信息預(yù)先存儲(chǔ)在主控計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。

wo2004/044695公開(kāi)了一種用于檢查鉆機(jī)的各個(gè)零件的健康狀況的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將以示例的方式參照附圖，其中：

圖1是具有鉆臺(tái)的根據(jù)本發(fā)明的鉆機(jī)的一部分的側(cè)視圖；

圖2是處于第一操作步驟中的圖1所示鉆臺(tái)的示意性俯視平面圖，其中，為了清晰移除了零件；

圖3是處于另一操作步驟中的圖1所示鉆機(jī)的側(cè)視圖；

圖4是本發(fā)明的第二實(shí)施例的透視圖，其示出了處于具有多個(gè)鉆探管立根的第一操作階段中的本發(fā)明的攝像機(jī)布置以及指梁臺(tái)的一部分；

圖5是處于具有多個(gè)鉆探管立根的第二操作階段中的、從攝像機(jī)的視點(diǎn)獲得的圖4所示指梁臺(tái)的透視圖；

圖5a是如圖5所示的指梁臺(tái)的一部分的放大視圖，其中，由虛線表示子圖像；

圖6是處于打開(kāi)位置中的沿著圖4的線vi-vi獲得的指梁臺(tái)的指狀件中的閂鎖的側(cè)視圖，其中，虛線示出了閉合位置；

圖7a、7b和7c示出了位于井架中的圖4所示的指梁臺(tái)的側(cè)視圖，所述井架具有根據(jù)本發(fā)明的用于在海上鉆機(jī)上使用的管操縱設(shè)備，其中沒(méi)有鉆探管立根；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第三實(shí)施例的俯視平面示意圖；

圖9是圖8中示出的設(shè)備的示意性側(cè)視圖；

圖10是圖8中示出的設(shè)備的一部分的示意性放大正視圖；和

圖11是圖10所示的設(shè)備的一部分的部分剖開(kāi)的示意性側(cè)視圖；

圖12是特別地包封攝像機(jī)的殼體的示意圖；

圖13是位于井架中的圖4所示的指梁臺(tái)的側(cè)視圖，所述井架具有根據(jù)本發(fā)明的管操縱設(shè)備，其中沒(méi)有鉆探管立根；

圖14是由本發(fā)明的系統(tǒng)從由在此公開(kāi)的攝像機(jī)中的任意一個(gè)獲得的圖像所識(shí)別的視圖，所述視圖示出了處于打開(kāi)位置中的閂鎖；和

圖15是由本發(fā)明的系統(tǒng)從由在此公開(kāi)的攝像機(jī)中的任意一個(gè)獲得的圖像所識(shí)別的視圖，所述視圖示出了處于閉合位置中的閂鎖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1至圖3，示出了整體由附圖標(biāo)記1表示的鉆機(jī)的一部分，所述鉆機(jī)具有鉆臺(tái)2和井架3。鉆臺(tái)2被支撐在地面5上的支腿4上。鉆臺(tái)2具有油井中心6和小鼠洞7和8。鐵鉆工9和鉆探管操縱器10布置成鄰近小鼠洞7和8。鉆探管走道11鄰近鉆探管操縱器10而布置在地面5和鉆臺(tái)2之間。

值班室12布置在鉆臺(tái)2的一個(gè)角落上，所述值班室通常是用于鉆孔者和/或鉆井技師的控制室。

兩個(gè)指梁臺(tái)13和14固定在井架3中的位于鉆臺(tái)2上方的大約25米的位置處。指梁臺(tái)13具有11根指狀件15至25。指狀件15至25中的每個(gè)均具有六個(gè)閂鎖13’(僅僅在指狀件25中示出)，所述六個(gè)閂鎖布置在毗鄰的指狀件之間，以提供用于六十個(gè)鉆探管立根26的存儲(chǔ)部。類似地，指梁臺(tái)14能夠存儲(chǔ)六十個(gè)鉆探管立根26。攝像機(jī)27和28均固定在滑動(dòng)架29和30上?；瑒?dòng)臺(tái)架29和30在相應(yīng)的指梁臺(tái)13和14前方的路徑上沿著水平軌道31和32可動(dòng)地布置。

管操縱臂布置在指梁臺(tái)13和14的前部51和52之間的間隙53中。管操縱臂50具有：管夾持器54；第一臂55，所述第一臂樞轉(zhuǎn)連接到管夾持器54；第二臂56，所述第二臂樞轉(zhuǎn)連接到第一臂55；和基部57，所述基部具有轉(zhuǎn)臺(tái)，其中，第二臂56樞轉(zhuǎn)連接到該轉(zhuǎn)臺(tái)，以允許進(jìn)一步的自由度。

在使用中，第一節(jié)鉆探管33從布置在地面5上的管供應(yīng)架或者管供應(yīng)堆移動(dòng)到鉆探管走道11。管操縱器10的管吊卡34從繩35下垂并且位于鉆探管34的母扣端(boxend)36周圍。繩35被牽引到絞車(未示出)上，以從鉆探管走道11向上拉動(dòng)所述第一節(jié)33，直到其抵達(dá)管操縱器10的支柱38上的滑動(dòng)架37。絞車(未示出)繼續(xù)牽引繩35，從而使得滑動(dòng)架37從支柱38向上移動(dòng)，直到第一節(jié)33的下公扣端39明確位于鉆臺(tái)2上方為止?；瑒?dòng)架37圍繞支柱38旋轉(zhuǎn)成與小鼠洞8豎直對(duì)準(zhǔn)。絞車(未示出)倒退，以使滑動(dòng)架37下降，從而將第一節(jié)鉆探管33下放到小鼠洞8中。位于小鼠洞8處的卡盤(pán)(未示出)可以用于防止該節(jié)鉆探管掉落通過(guò)鉆臺(tái)2，或者能夠使用地面5中的滑靴(未示出)。管吊卡34與第一節(jié)鉆探管33分離并且返回到圖1中示出的位置。第二節(jié)鉆探管以相同的方式從管供應(yīng)架或者管供應(yīng)堆移動(dòng)，并且圍繞支柱38擺動(dòng)成與小鼠洞6對(duì)準(zhǔn)。鐵鉆工9圍繞鐵鉆工支柱40擺動(dòng)并且在臂41上延伸，以使第一節(jié)33與第二節(jié)43接合。鐵鉆工9將第二節(jié)鉆探管43的公扣端44旋轉(zhuǎn)到第一節(jié)33的母扣端36中，然后對(duì)連接施以扭矩。第三節(jié)鉆探管45放置在小鼠洞7中，并且連接的兩節(jié)33和43由吊卡34提升而且擺動(dòng)成與小鼠洞7和第一節(jié)33的下放到第三節(jié)鉆探管的母扣端46中的公扣端39對(duì)準(zhǔn)，并且利用鐵鉆工9使得它們之間相連，以形成三節(jié)鉆探管33、43和45的立根26。

立根26由管操縱臂50的管夾持器54拾取并且被放置在指梁臺(tái)13或14的毗鄰的指狀件15至25之間，現(xiàn)在將描述其細(xì)節(jié)。

每個(gè)攝像機(jī)27和28均分別布置在每個(gè)指梁臺(tái)13和14的前方和上方，以獲得位于打開(kāi)位置和閉合位置中的閂鎖的良好視野，在所述打開(kāi)位置中，能夠插入管并且移除管；在所述閉合位置中，能夠防止從指梁臺(tái)13和14移除管。每個(gè)攝像機(jī)27和28均布置在相應(yīng)的滑動(dòng)架29和30上，所述滑動(dòng)架能夠可動(dòng)地布置在軌道31和32上。每條軌道31和32均垂直于指狀件15至25，使得在相應(yīng)的滑動(dòng)架29和30上的每個(gè)攝像機(jī)27和28均沿著相應(yīng)的軌道29和30移動(dòng)，以獲得沿著每根指狀件15至25的視野。

在使用中，在一組步驟之后由控制室中的操作者控制管操縱臂50、或者在一組預(yù)編程序步驟之后由主控計(jì)算機(jī)12’控制管操縱臂50，以將鉆探管的立根26放回到指梁臺(tái)13中。所述步驟包括致動(dòng)管操縱臂50，以使管夾持器54移動(dòng)，以便接合位于小鼠洞7中的鉆探管的立根26。致動(dòng)管夾持器54，以?shī)A持鉆探管的立根26。如果需要，致動(dòng)管夾持器54中的輥(未示出)，以從小鼠洞7中拉出鉆探管的立根，以清空鉆臺(tái)2。然后，管夾持器54移動(dòng)到位于指梁臺(tái)13前方(例如位于由指狀件20和21限定的狹縫前方)的預(yù)定位置。主控計(jì)算機(jī)自動(dòng)地致動(dòng)布置在指狀件20和21之間的閂鎖組件中的某些，使其移動(dòng)到打開(kāi)位置，以便允許鉆探管的立根110進(jìn)入空間176。主控計(jì)算機(jī)還還控制滑動(dòng)架29，以使攝像機(jī)27沿著軌道31移動(dòng)到位于由指狀件20和21限定的狹縫正前方的位置處。由主控計(jì)算機(jī)12’控制攝像機(jī)27，以捕獲沿著狹縫108的閂鎖組件的至少一張圖像、由攝像機(jī)27捕獲的代表性圖像。主控計(jì)算機(jī)12’分析所述至少一張圖像并且判定是否所有相關(guān)閂鎖均處于圖像中。這可以通過(guò)比較該圖像和預(yù)加載的已知圖像來(lái)實(shí)施。主控計(jì)算機(jī)還評(píng)估閂鎖13’中的哪一個(gè)應(yīng)當(dāng)處于打開(kāi)位置、以及哪一個(gè)應(yīng)當(dāng)處于閉合位置中。主控計(jì)算機(jī)比較這些圖像和預(yù)加載圖像中的打開(kāi)和閉合的那些，并且尋找指示，諸如在特征件周圍的顏色對(duì)比(比如，在處于水平和豎直位置中時(shí)的閂鎖111周圍的顏色對(duì)比)、或者是在處于打開(kāi)和閉合位置中時(shí)用于閂鎖的其它特征部(例如，閂鎖中的孔)的指示。攝像機(jī)27可以設(shè)置有其自己的光源，所述光源指向攝像機(jī)的視場(chǎng)，以提高這種對(duì)比。一旦主控計(jì)算機(jī)已經(jīng)確定閂鎖處于打開(kāi)位置中或者閉合位置，則主控計(jì)算機(jī)12’使得管操縱設(shè)備50能夠或者不能夠?qū)⒐懿倏v臂50上的鉆探管的立根26移動(dòng)進(jìn)入到設(shè)置在指狀件20和21之間的空間。

在圖4和圖7c中示出了本發(fā)明的第二實(shí)施例，其中，攝像機(jī)101固定在圖7a中示出的管操縱設(shè)備140的位于指梁臺(tái)102的上方和前方的一部分中。四根指狀件103至106相互平行布置，從而限定了三條狹縫107、108和109，以接收鉆探管的立根110。每根指狀件103均由箱形截面鋼梁構(gòu)造而成，其在第一側(cè)部113上的突出部112上具有閂鎖組件111，閂鎖組件111的鉸接板115固定到所述突出部上。在圖6中更加詳細(xì)地示出了閂鎖組件111。閂鎖114的第一放大近端117處用鉸接銷119銷連接到鉸接板115，而窄化的遠(yuǎn)端118圍繞鉸接銷119以90度弧移動(dòng)。閂鎖114的厚度基本恒定，使得在側(cè)視圖中閂鎖114為矩形。閂鎖114具有多個(gè)孔114’，所述多個(gè)孔從前至后延伸通過(guò)閂鎖114并且形成圖案。當(dāng)閂鎖114處于閉合位置中時(shí)，閂鎖114的遠(yuǎn)端118可以擱置在指狀件103至106的第二側(cè)部121的突出部116上或者毗鄰?fù)怀霾?16。雙動(dòng)作式氣動(dòng)柱塞123具有缸體124，其中，下端部可旋轉(zhuǎn)地鉸接到凸耳125。凸耳125焊接到指狀件106。柱塞125還具有活塞126，所述活塞通過(guò)鉸接板115中的開(kāi)口130?；钊?26可旋轉(zhuǎn)地銷連接在閂鎖凸耳127和(未示出)之間。閂鎖凸耳127和(未示出)焊接或者用其它方式固定到閂鎖114的放大近端117的上表面129或者與所述上表面129形成為一體。氣動(dòng)供應(yīng)管接頭133和134設(shè)置成便于通過(guò)控制閥(未示出)氣動(dòng)連接到氣動(dòng)流體的供應(yīng)源(未示出)。在使用中，當(dāng)活塞126在通過(guò)管接頭134的壓力作用下在氣動(dòng)流體的供應(yīng)源作用下延伸時(shí)，閂鎖114圍繞鉸接銷119沿著弧線移動(dòng)到閉合位置中。在使用中，當(dāng)活塞126在通過(guò)管接頭133的壓力作用下在氣動(dòng)流體的供應(yīng)源的作用下縮回時(shí)，閂鎖114圍繞鉸接銷119沿著弧線移動(dòng)到打開(kāi)位置中。

根據(jù)本發(fā)明，在圖7a至圖7c中示出了已知為支柱架和指梁架139的管操縱設(shè)備140。指梁架139包括豎直對(duì)齊的四個(gè)指梁臺(tái)102、154、157、171。

指梁臺(tái)102固定到井架150上，在鉆臺(tái)151上方的大約25m的高度處。指梁臺(tái)102的指狀件103示出為具有以大約150mm的間距間隔開(kāi)的閂鎖組件111。管操縱設(shè)備140具有可旋轉(zhuǎn)的支柱141，所述可旋轉(zhuǎn)的支柱能夠圍繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)142用于使得可旋轉(zhuǎn)的支柱141旋轉(zhuǎn)。可旋轉(zhuǎn)的支柱141布置在鉆臺(tái)151中的支柱頂部處的軌道141’上和支柱底部處的對(duì)應(yīng)軌道141”上，以允許整根支柱沿著指梁臺(tái)103的前方移動(dòng)，而同時(shí)支柱141保持豎直。應(yīng)當(dāng)注意的是，軌道141’垂直于支柱，并且因此支柱沿著該軌道移動(dòng)到如圖7a至c所示的紙頁(yè)中以及移動(dòng)離開(kāi)所述紙頁(yè)。上部管操縱臂143布置在指梁臺(tái)102上方。上部管操縱臂143具有固定到可旋轉(zhuǎn)的支柱141的基部單元144。臂145具有樞轉(zhuǎn)地連接到滑動(dòng)臺(tái)架146的上端部，所述滑動(dòng)臺(tái)架在基部單元144上方沿著固定到可旋轉(zhuǎn)支柱141的豎直軌道147可受控地滑動(dòng)。臂145的下端部具有管夾持器148，所述管夾持器可樞轉(zhuǎn)地連接到該下端部。支撐臂149的上端部可樞轉(zhuǎn)連接到臂145的中部、而另一端部可樞轉(zhuǎn)地連接到基部144。在被控制系統(tǒng)(未示出)致動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)臺(tái)架沿著豎直軌道上下移動(dòng)，以使得管夾持器148移動(dòng)向可旋轉(zhuǎn)支柱141以及移動(dòng)離開(kāi)可旋轉(zhuǎn)支柱141。攝像機(jī)101布置在基部單元144上，沿著指狀件的長(zhǎng)度觀察，具有介于虛線152和153之間的視野，如圖5所示。

第二指梁臺(tái)154固定到井架150上，位于鉆臺(tái)151上方的大約25m的高度處。第二指梁臺(tái)與指梁臺(tái)102類似，所述第二指梁臺(tái)具有指狀件155和閂鎖156，所述指狀件155和閂鎖156與指狀件103-106和閂鎖組件111類似或者相同。第三指梁臺(tái)157固定到井架150上，位于鉆臺(tái)151上方的大約18m的高度處。第三指梁臺(tái)157與指梁臺(tái)102類似，所述第三指梁臺(tái)具有指狀件158和閂鎖159，所述指狀件158和閂鎖159與指狀件103-106和閂鎖組件111類似或者相同。下部管操縱臂160基本與上部管操縱臂143類似，所述下部管操縱臂具有固定到可旋轉(zhuǎn)支柱141的基部單元161。臂162具有上端部，所述上端部可樞轉(zhuǎn)地連接到滑動(dòng)臺(tái)架163，所述滑動(dòng)臺(tái)架沿著固定到基部單元161上方的可旋轉(zhuǎn)支柱141的豎直軌道164可受控地滑動(dòng)。臂162的下端部具有管夾持器165，所述鉆探管夾持器165可樞轉(zhuǎn)地連接到該下端部。支撐臂166的上端部可樞轉(zhuǎn)地連接到臂162的中部，而另一端部可樞轉(zhuǎn)地連接到基部單元161。在被控制系統(tǒng)(未示出)致動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)臺(tái)架163沿著豎直軌道164上下移動(dòng)，以使得管夾持器165移動(dòng)向可旋轉(zhuǎn)支柱141以及移動(dòng)離開(kāi)可旋轉(zhuǎn)支柱141。兩個(gè)攝像機(jī)167和168固定到基部單元163的底部。第二指梁臺(tái)的攝像機(jī)167具有位于虛線169和170之間的視野。第三指梁臺(tái)的攝像機(jī)168具有位于虛線171’和172之間的視野。

第四指梁臺(tái)171固定到井架150上，位于鉆臺(tái)151上方的大約8m的高度處。第四指梁臺(tái)171與指梁臺(tái)102類似，所述第四指梁臺(tái)具有指狀件172和閂鎖173，所述指狀件172和閂鎖173與指狀件103-106和閂鎖組件111類似或者相同。

第四指梁臺(tái)的攝像機(jī)174固定到可旋轉(zhuǎn)支柱141。第四指梁臺(tái)的攝像機(jī)174具有介于虛線175和176之間的視野(沿著指狀件172’的長(zhǎng)度觀看)。

閂鎖114可選地為紅色，指狀件102至105為黃色，并且鉆探管110,為炮銅灰，以使得顏色形成對(duì)比。

攝像機(jī)27、101、167、168、171可以包括ccd或者cmos，其具有彩色成像、全局快門(mén)以及大于50db的動(dòng)態(tài)范圍、介于30度和40度之間的視角，并且優(yōu)選地不是魚(yú)眼鏡頭，并且具有至少每秒7幀的幀速和固定的焦距。

在使用中，在一組步驟之后由控制室中的操作者控制管操縱設(shè)備140、或者在一組預(yù)先編程步驟之后由主控計(jì)算機(jī)控制管操縱設(shè)備140，以將鉆探管的立根110從小鼠洞或者油井中心(未示出)放置在指梁架139中。所述步驟包括：管操縱設(shè)備140沿著軌道141’、141”移動(dòng)到小鼠洞或者油井中心附近的預(yù)定位置。管操縱臂143和160被致動(dòng)，以使管夾持器148和165移動(dòng)離開(kāi)旋轉(zhuǎn)支柱141，以接合小鼠洞或者油井中心中的鉆探管的立根110。管夾持器148和165被致動(dòng)，以?shī)A持鉆探管立根。致動(dòng)管夾持器148和165中的輥(未示出)，以根據(jù)需要提升鉆探管的立根離開(kāi)小鼠洞，從而清空鉆臺(tái)151。管夾持器148和165連同鉆探管的立根一起移動(dòng)向旋轉(zhuǎn)支柱141。管操縱設(shè)備140被沿著軌道141’、142”驅(qū)動(dòng)到指梁架139前方(例如位于狹縫108前方)的預(yù)定位置。主控計(jì)算機(jī)自動(dòng)致動(dòng)指梁臺(tái)154、157和171中的閂鎖組件175和相應(yīng)的閂鎖，以移動(dòng)到打開(kāi)位置，以便允許鉆探管的立根110進(jìn)入空間176。在使用中，致動(dòng)雙動(dòng)作式氣動(dòng)柱塞123，以使閂鎖114在閉合位置和打開(kāi)位置之間移動(dòng)。由主控計(jì)算機(jī)控制攝像機(jī)101，以捕獲沿著狹縫108的閂鎖組件的至少一張圖像。攝像機(jī)108位于管操縱設(shè)備140的基部單元144上，并且因此方便地與狹縫108對(duì)準(zhǔn)。在圖5中示出了由攝像機(jī)101捕獲的代表性圖像。同時(shí)，由主控計(jì)算機(jī)控制攝像機(jī)167、168和174，以捕獲指梁臺(tái)154、157和171中的對(duì)應(yīng)閂鎖的至少一張圖像。主控計(jì)算機(jī)分析來(lái)自每個(gè)攝像機(jī)101、167、168和174的所述至少一張圖像。主控計(jì)算機(jī)分析圖像并且判定是否所有相關(guān)閂鎖均處于圖像中。這可以通過(guò)比較所述圖像與預(yù)裝載的已知圖像來(lái)實(shí)施。主控計(jì)算機(jī)還評(píng)估閂鎖中的哪一個(gè)應(yīng)當(dāng)打開(kāi)，這在當(dāng)前情況中，除了閂鎖114b之外的所有閂鎖皆應(yīng)當(dāng)處于閉合位置中。將圖像分成如圖5a所示的子圖像177和178，其中，子圖像177和178由虛線限定。主控計(jì)算機(jī)分析子圖像177和178，以尋找這樣的指示，所述指示表示閂鎖組件175的閂鎖114和閂鎖組件176的閂鎖114’處于打開(kāi)或者閉合位置中。主控計(jì)算機(jī)尋找指示，比如在特征件周圍的顏色對(duì)比(諸如在處于水平和豎直位置中時(shí)在閂鎖111周圍的顏色對(duì)比)。光可以設(shè)置成與攝像機(jī)101在一直線上，以提高這種對(duì)比。一旦主控計(jì)算機(jī)已經(jīng)確認(rèn)閂鎖114a和114b的位置，則主控計(jì)算機(jī)允許或者不允許管操縱設(shè)備140使鉆探管的立根110從狹縫108移開(kāi)，移開(kāi)的方法是通過(guò)使在將鉆探管立根移動(dòng)到狹縫108中的臂145和162上的管夾持器148和165移動(dòng)離開(kāi)可旋轉(zhuǎn)支柱141。在該情況中，在閂鎖114b應(yīng)當(dāng)處于打開(kāi)位置中時(shí)，閂鎖114b被主計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)推斷為處于閉合位置中。因此，主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不允許管操縱設(shè)備140使鉆探管的立根移動(dòng)進(jìn)入空間176。

實(shí)施相反程序，用于從指梁架139移除鉆探管的立根。

在指梁架139的使用壽命期間，閂鎖114和指狀件103至106的顏色以及鉆探管110的顏色將改變并且有標(biāo)記，而且具有因碰撞產(chǎn)生的凹痕。此外，灰塵和泥土使顏色模糊不清、并且改變閂鎖的輪廓。因此，用算法程控主控計(jì)算機(jī)，以忽略小差異并且尋找輪廓的顯著差異，比如，閂鎖外形的整體輪廓處于打開(kāi)位置和閉合位置。

應(yīng)當(dāng)注意的是，第一、第二、第三和第四指梁臺(tái)可以具有相同的指狀件和閂鎖布置方案，以容納鉆探管的立根。然而，各指梁臺(tái)可以具有不同的指狀件和閂鎖布置方案，以容納套管、襯管、井下工具、生產(chǎn)油管、立管和其它類型的管。例如，第三和第四指梁臺(tái)可以具有比第一和第二指梁臺(tái)更多的指狀件，所述更多的指狀件以寬間距間隔開(kāi)，以容納大直徑套管和導(dǎo)向管。

參照?qǐng)D8至圖11，示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例，其包括指梁臺(tái)200的一部分。指梁臺(tái)200包括指狀件201至205，所述指狀件的后端固定到井架或者其它鉆機(jī)結(jié)構(gòu)250，并且所述指狀件具有敞開(kāi)的前端，所述敞開(kāi)的前端限定了狹縫201’至204’。指狀件201至205間隔開(kāi)，以限定狹縫201’至205’，以便接收套管(未示出)。每根指狀件201至205均設(shè)置有九個(gè)閂鎖組件206，其中，毗鄰的閂鎖組件206沿著指狀件201至205的長(zhǎng)度間隔開(kāi)，以便限定用于每根套管的空間。除了閂鎖207的形狀和尺寸與閂鎖114不同的之外，閂鎖組件206與閂鎖組件111基本類似。閂鎖207具有不同樣式的孔207’并且孔207’為三角形形狀。閂鎖207可選地為紅色，指狀件201至205為黃色，并且套管為炮銅灰，使得顏色形成對(duì)比。

攝像機(jī)208布置在位于指狀件201至205的后端的后方和上方的帶齒軌道210上的攝像機(jī)滑動(dòng)架209上。帶齒軌道210延伸指梁臺(tái)200的寬度、并且位于由指狀件201至205的頂部限定的水平平面上方的大約1m的位置處。攝像機(jī)向下傾斜，以獲得由虛線211和212表示的視野。攝像機(jī)滑動(dòng)架209具有驅(qū)動(dòng)馬達(dá)213，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)具有齒輪214，用于接合帶齒軌道210，以便沿著帶齒軌道驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)滑動(dòng)架209。連接板215提供了通信線路和電力線路(未示出)與攝像機(jī)208和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)213之間的連接。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)213可以為x型防爆屏蔽電動(dòng)機(jī)或者可以為由液壓供應(yīng)軟管驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)(未示出)。還提供了用于攝像機(jī)208的圖像處理單元216，用于收集和存儲(chǔ)圖像并且將圖像發(fā)送到主控計(jì)算機(jī)(未示出)。提供了鏈型的線纜運(yùn)輸機(jī)217，以保持線纜，而與此同時(shí)允許攝像機(jī)滑動(dòng)架209沿著帶齒軌道210來(lái)回移動(dòng)。

在使用中，在一組步驟之后由控制室中的操作者控制管操縱設(shè)備(如圖1或者7a至7c所示的管操縱設(shè)備)或者在一組預(yù)先編程的步驟之后由主控計(jì)算機(jī)控制管操縱設(shè)備，以將套管段從小鼠洞或者油井中心放置在管架中。當(dāng)管操縱設(shè)備具有位于指梁臺(tái)200的狹縫(比如，狹縫201’)前方的套管立根時(shí)，主控計(jì)算機(jī)自動(dòng)致動(dòng)沿著指狀件201的閂鎖組件206中的至少一個(gè)或者多個(gè)，以使得閂鎖207移動(dòng)到打開(kāi)位置，以便允許套管立根進(jìn)入。由主控計(jì)算機(jī)致動(dòng)攝像機(jī)滑動(dòng)架209，以使其沿著軌道210移動(dòng)，使得攝像機(jī)208具有沿著指狀件201的視野。由主控計(jì)算機(jī)控制攝像機(jī)208，以捕獲沿著狹縫201的閂鎖組件的至少一張圖像。主控計(jì)算機(jī)分析所述至少一張圖像，以判定所有相關(guān)閂鎖是否處于圖像中。這可以通過(guò)比較所述圖像與預(yù)裝載的已知圖像來(lái)實(shí)施。主控計(jì)算機(jī)還評(píng)估應(yīng)當(dāng)打開(kāi)閂鎖中的哪一個(gè)。所述圖像被分成子圖像，每個(gè)子圖像均限定了閂鎖組件206和關(guān)于所述閂鎖的閂鎖在其中移動(dòng)的區(qū)域。主控計(jì)算機(jī)分析子圖像，以尋找這樣的指示，所述指示表示閂鎖組件206的閂鎖處于打開(kāi)或者閉合位置中。主控計(jì)算機(jī)尋找指示，比如在特征件周圍的顏色對(duì)比，比如當(dāng)處于水平和豎直位置中時(shí)閂鎖周圍的顏色對(duì)比。光可以設(shè)置在攝像機(jī)滑動(dòng)架209上，以便提供與攝像機(jī)208在一條直線上的指定頻率范圍內(nèi)的光，以提高這種對(duì)比。一旦主控計(jì)算機(jī)確認(rèn)閂鎖組件206的閂鎖處于打開(kāi)位置或者閉合位置，則主控計(jì)算機(jī)便允許或者不允許套管移動(dòng)到狹縫201中。

如果認(rèn)為閂鎖組件沒(méi)有被主控計(jì)算機(jī)正確地操作，則將通知發(fā)送到鉆探工或者指定人員，所述鉆探工或者指定人員能夠在鉆機(jī)條件適當(dāng)時(shí)解決問(wèn)題，如參照負(fù)面健康狀況檢查結(jié)果而在下文更加詳細(xì)描述的那樣。與此同時(shí)，主控計(jì)算機(jī)認(rèn)為狹縫不可用并且將不允許套管或者鉆探管的立根移動(dòng)到指梁架中或者從指梁架離開(kāi)。

本發(fā)明人注意到，有益的是檢查常規(guī)基礎(chǔ)上的指梁臺(tái)的閂鎖的健康狀況。本發(fā)明人注意到，當(dāng)狹縫107至109排空了鉆探管的立根110和其它管的立根時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)指狀件(諸如指狀件103至106)的閂鎖114的健康進(jìn)行檢查。主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將管操縱設(shè)備139發(fā)送到空的指狀件103至106并且致動(dòng)一根指狀件，閂鎖114中的一些或者所有移動(dòng)到打開(kāi)位置。攝像機(jī)101捕獲健康狀況檢查圖像，并且將健康狀況檢查圖像發(fā)送到主控計(jì)算機(jī)。以與上述確認(rèn)程序相同的方式處理圖像，以確認(rèn)閂鎖中的一個(gè)、一些或者所有是否處于打開(kāi)位置中。主控計(jì)算機(jī)命令閂鎖114中的一個(gè)、一些或者所有關(guān)閉。主控計(jì)算機(jī)命令攝像機(jī)101捕獲另一個(gè)健康狀況檢查圖像。以與上述確認(rèn)程序相同的方式處理圖像，以確認(rèn)閂鎖中的一個(gè)、一些或者所有處于閉合位置中。如果閂鎖114中的一個(gè)或者多個(gè)沒(méi)有處于正確位置中，則將負(fù)面健康狀況檢查命令發(fā)送到主控計(jì)算機(jī)。

在另一個(gè)健康狀況檢查實(shí)施例中，沿著每根指狀件的閂鎖組件的3d實(shí)時(shí)模型將與沿著每根指狀件的閂鎖組件的原始3d模型比較，并且將被用于對(duì)誤差和異常進(jìn)行檢查而作為健康狀況檢查。

能夠使用諸如在wo2004/012040中公開(kāi)的分級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)處理負(fù)面健康狀況檢查結(jié)果，以通知正確人員來(lái)解決問(wèn)題。于是，當(dāng)鉆機(jī)處于人員能夠安全進(jìn)入鉆臺(tái)時(shí)的操作階段時(shí)，能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間解決問(wèn)題。與此同時(shí)，主控計(jì)算機(jī)不允許使用狹縫。

攝像機(jī)27、28、101、167、168、174可以是高清晰度閉路電視的灰度或者彩色攝像機(jī)。可選地，設(shè)置有距離測(cè)量裝置，比如激光器，使得圖像的不同部分均提供有與攝像機(jī)相距的距離測(cè)量，這有助于區(qū)分閂鎖組件。

可選地，攝像機(jī)27、28、101、167、168、174可以為深度成像攝像機(jī)，所述深度成像攝像機(jī)用于產(chǎn)生沿著指狀件的閂鎖組件的三維表示。攝像機(jī)可以使用激光反射或者聲納反射，以判定與攝像機(jī)相距的距離，以便獲得相對(duì)差異并且因此構(gòu)建三維深度圖像。

深度成像攝像機(jī)可以是立體三角測(cè)量類型，其中，兩個(gè)間隔開(kāi)的攝像機(jī)指向鉆機(jī)上的同一地點(diǎn)，用于判定現(xiàn)場(chǎng)與所述地點(diǎn)相距的深度。兩個(gè)間隔開(kāi)的攝像機(jī)可以位于同一攝像機(jī)滑動(dòng)架或者管操縱設(shè)備或者臂上。

深度成像攝像機(jī)可以為片光三角測(cè)量類型，其中，用片光照明該區(qū)域，當(dāng)從光源觀察時(shí)，所述片光產(chǎn)生反射線。從片光表面之外的任意一點(diǎn)觀察，所述反射線將通常表現(xiàn)為曲線，所述曲線的準(zhǔn)確形狀基于觀察者和光源之間的距離、以及光源和反射點(diǎn)之間的距離。通過(guò)使用高分辨率攝像機(jī)觀察反射的片光并且了解攝像機(jī)和光源兩者的位置和取向，能夠判定反射點(diǎn)和光源或攝像機(jī)之間的距離。通過(guò)使光源(以及通常還有攝像機(jī))或者攝像機(jī)前方的景象移動(dòng)，能夠產(chǎn)生景象的一系列深度輪廓。這些深度輪廓能夠被表現(xiàn)為2d深度圖像。

深度成像攝像機(jī)可以為結(jié)構(gòu)光類型，其中，用專門(mén)設(shè)計(jì)的光模式的結(jié)構(gòu)光泛照區(qū)域，能夠僅僅使用反射光的單張圖像來(lái)判定深度。結(jié)構(gòu)光能夠?yàn)樗胶拓Q直線、點(diǎn)或者檢測(cè)板樣式的形式。

深度成像攝像機(jī)可以是飛行時(shí)間技術(shù)，其中，使用光脈沖(可選地利用單個(gè)光脈沖)來(lái)捕獲整個(gè)區(qū)域，盡管逐點(diǎn)旋轉(zhuǎn)激光束也是一個(gè)可選方案。飛行時(shí)間攝像機(jī)利用專用圖像傳感器捕獲三維的整個(gè)區(qū)域，并且因此不需要移動(dòng)部件。具有快速門(mén)寬增強(qiáng)型ccd攝像機(jī)的飛行時(shí)間激光雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)毫米深度分辨率。利用這種技術(shù)，短激光脈沖照射區(qū)域，并且增強(qiáng)型ccd攝像機(jī)僅僅打開(kāi)其高速快門(mén)數(shù)百皮秒。由2d圖像序列計(jì)算3d信息，所述3d信息隨著激光脈沖和快門(mén)打開(kāi)之間逐漸增加的延遲而聚集。參照?qǐng)D12，示出了攝像機(jī)250，諸如包封在殼體251中的攝像機(jī)27、28、101、167、168、174、301、301’。殼體251可選地被密封，以禁止水進(jìn)入。殼體251具有窗口252，攝像機(jī)250被引導(dǎo)通過(guò)所述窗口。窗口252可選地由這樣的材料制成，所述材料對(duì)由攝像機(jī)250的透鏡253接收的光的波長(zhǎng)具有最小程度的抵抗性并且可選地不會(huì)阻礙視野254。殼體251還可選地包封紅外攝像機(jī)255，所述紅外攝像機(jī)尋找粘附或者以其它方式附接到閂鎖(諸如在此公開(kāi)的任何閂鎖)的紅外標(biāo)記物。紅外標(biāo)記物的示例是紅外反射器。紅外攝像機(jī)將圖像轉(zhuǎn)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)cs，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)cs計(jì)算所檢測(cè)的紅外標(biāo)記物的位置數(shù)據(jù)。由所述位置數(shù)據(jù)計(jì)算閂鎖的打開(kāi)位置、閉合位置或者中間位置。紅外攝像機(jī)將不會(huì)在所有天氣條件下工作或者不會(huì)在所有光條件下工作，并且因此可選地用于確認(rèn)由攝像機(jī)250獲得的結(jié)果。因此，可見(jiàn)光攝像機(jī)和紅外攝像機(jī)彼此互補(bǔ)。

光源260還包封在殼體中并且沿著與照相機(jī)250基本相同的方向引導(dǎo)通過(guò)窗口252，以為了照射攝像機(jī)250的視野254。光源260可以提供處于與攝像機(jī)250的頻譜相同的整個(gè)頻譜中的光?？蛇x地，光源260更聚焦并且僅僅照射攝像機(jī)250的視野254的一部分。光源260可選地照射視野254中的閂鎖314，使得在其上或者其處保持至少350lux的光強(qiáng)度。窗口252可以設(shè)置有擦拭件261、擦拭件馬達(dá)262和雨水傳感器263，用于保持窗口252清潔并且沒(méi)有灰塵和雨點(diǎn)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D13，在管操縱設(shè)備340處示出了已知的支柱架和指梁架339。指梁架339包括至少一個(gè)指梁臺(tái)302。

指梁臺(tái)302固定到井架350上，位于鉆臺(tái)(未示出)上方的大約8m和35m之間的高度處。指梁臺(tái)302的指狀件303示出為具有沿著以大約150mm的間距間隔開(kāi)的閂鎖組件311。每個(gè)閂鎖組件311均包括閂鎖314。管操縱設(shè)備340具有可旋轉(zhuǎn)支柱341，所述可旋轉(zhuǎn)支柱341能夠圍繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)342用于使得可旋轉(zhuǎn)支柱341旋轉(zhuǎn)?？尚D(zhuǎn)支柱341布置在鉆臺(tái)中的支柱頂部處的軌道341’上和支柱底部處的對(duì)應(yīng)軌道(未示出)上，以允許整根支柱沿著指梁臺(tái)303的前方移動(dòng)，而與此同時(shí)支柱341保持豎直。將注意的是，軌道341’垂直于支柱，并且因此支柱沿著軌道341’移動(dòng)到以及移動(dòng)離開(kāi)如圖13所示的紙頁(yè)。上部管操縱臂343布置在指梁臺(tái)302上方。上部管操縱臂343具有基部單元344，所述基部單元固定到可旋轉(zhuǎn)支柱341。臂345具有可樞轉(zhuǎn)地連接到滑動(dòng)臺(tái)架346上端部，所述滑動(dòng)臺(tái)架能夠沿著在基部單元344上方固定到可旋轉(zhuǎn)支柱341的豎直軌道347受控地滑動(dòng)。臂345的下端部具有管夾持器348，所述管夾持器348樞轉(zhuǎn)連接到該下端部。支撐臂349的上端部可樞轉(zhuǎn)地連接到臂345的中部，而另一端部可樞轉(zhuǎn)地連接到基部344。在由控制系統(tǒng)cs致動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)臺(tái)架在豎直軌道中上下移動(dòng)，以使管夾持器348移動(dòng)向可旋轉(zhuǎn)支柱341以及移動(dòng)離開(kāi)可旋轉(zhuǎn)支柱341。攝像機(jī)301布置在基部單元344上，當(dāng)沿著指狀件303的長(zhǎng)度觀察時(shí)，具有與圖5所示相類似的位于虛線352和353之間的視野。

第二攝像機(jī)301’位于支柱341的頂部處、在固定到支柱34的馬達(dá)殼體355上，可選地位于頂部軌道341’上。因此，當(dāng)管夾持器使管移動(dòng)到指梁臺(tái)302中的狹縫以及移動(dòng)離開(kāi)所述狹縫時(shí)，第二攝像機(jī)位于指梁臺(tái)302前方并且位于保持在管夾持器348中的任何管前方。第二攝像機(jī)301’被引導(dǎo)成具有示出為虛線356的固定視野。因此，第二攝像機(jī)301’將聯(lián)接到支柱34并且隨著其移動(dòng)，使得第二攝像機(jī)將一直處于每排起作用的閂鎖組件311的合適位置處。作為替代方案或者附加方案，第二攝像機(jī)301’可以安裝在旋轉(zhuǎn)設(shè)施上，使得第二攝像機(jī)301’能夠在水平面中以及可選地在豎直面或者水平面和豎直面兩者中旋轉(zhuǎn)，以保持或者改變視野254。

控制系統(tǒng)cs接收來(lái)自攝像機(jī)301和301’的圖像。控制系統(tǒng)可以包括算法，以便使攝像機(jī)301’能夠看穿指梁臺(tái)。

在操作中，立根340在指狀件303中的預(yù)定排的閂鎖組件311前方沿著軌道341’移動(dòng)。在放回管的操作期間，第二攝像機(jī)301’將圖像反饋到控制系統(tǒng)cs，所述控制系統(tǒng)cs針對(duì)以下各項(xiàng)解釋圖像：

1、虛幻管檢查，而同時(shí)臂345收回并且閂鎖314保持閉合：從攝像機(jī)301’獲得圖像并且將圖像傳遞到控制系統(tǒng)cs。處理所述圖像，并且將由控制系統(tǒng)cs所產(chǎn)生的反饋信號(hào)發(fā)送到管架控制系統(tǒng)prcs，所述反饋信號(hào)將或?yàn)槿壳蹇?，或者為設(shè)置虛幻管標(biāo)志。如果全部清空的信號(hào)從控制系統(tǒng)cs傳遞到管架控制系統(tǒng)prcs，則prcs將所需的閂鎖314致動(dòng)打開(kāi)。如果標(biāo)記為虛幻管，則該信號(hào)被發(fā)送到prcs。prcs不允許閂鎖314打開(kāi)，并且可選地向操作者發(fā)出在指狀件中存在非預(yù)期管或者其它物體的警報(bào)。

2、準(zhǔn)備退回到至少一個(gè)指梁臺(tái)302的指狀件303之間的預(yù)定行的閂鎖組件314中，其中，臂345保持收回：從攝像機(jī)301’獲得圖像并且將圖像傳遞到控制系統(tǒng)cs。處理所述圖像，并且將由控制系統(tǒng)cs所產(chǎn)生的反饋信號(hào)發(fā)送到管架控制系統(tǒng)prcs，所述反饋信號(hào)將或?yàn)榇_認(rèn)閂鎖打開(kāi)，或者為設(shè)定閂鎖錯(cuò)誤的標(biāo)志。如果確認(rèn)閂鎖314打開(kāi)，則管架控制系統(tǒng)prcs使臂345移動(dòng)，以便放回管(未示出)并且閉合閂鎖314。

3、結(jié)束：從攝像機(jī)301’獲得圖像并且將圖像傳遞到控制系統(tǒng)cs。處理所述圖像，并且將由控制系統(tǒng)cs所產(chǎn)生的反饋信號(hào)發(fā)送到管架控制系統(tǒng)prcs，所述反饋信號(hào)將或?yàn)榇_認(rèn)閂鎖閉合，或者為設(shè)定閂鎖錯(cuò)誤的標(biāo)志。在前者中，prcs將允許管夾持器348釋放管并且允許管架繼續(xù)下一操作，諸如，進(jìn)入到油井中心中以拾取另一根管。在后者中，管夾持器348將不允許釋放管，并且向操作者發(fā)出警報(bào)并且設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)算法，以不允許在這組閂鎖314中實(shí)施任何操作。

在拉動(dòng)操作(獲得管)期間，第二攝像機(jī)301’反饋到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)cs：

1、在開(kāi)始之前—實(shí)施虛幻管檢查，而臂345收回并且閂鎖314保持閉合。從攝像機(jī)301’獲得圖像并且將圖像傳遞到控制系統(tǒng)cs。處理所述圖像，并且將由控制系統(tǒng)cs所產(chǎn)生的反饋信號(hào)發(fā)送到管架控制系統(tǒng)prcs，所述反饋信號(hào)將或?yàn)槿壳蹇?，或者為設(shè)置虛幻管標(biāo)志。如果全部清空的信號(hào)從控制系統(tǒng)cs傳遞到管架控制系統(tǒng)prcs，則prcs致動(dòng)臂348，使其將管夾持器348移動(dòng)到期望的管。如果標(biāo)記為虛幻管，則將該信號(hào)發(fā)送到prcs。prcs不允許管臂348移動(dòng)，并且可選地向操作者發(fā)出在指狀件中存在未預(yù)期的管或者其它物體的警報(bào)。

2、準(zhǔn)備從至少一個(gè)指梁臺(tái)302中獲得管，其中，使管夾持器348夾持或者以其它方式接合指狀件303中的管(未示出)，prcs命令閂鎖314打開(kāi)：從控制系統(tǒng)cs反饋到管架控制系統(tǒng)prcs的反饋信號(hào)將：或?yàn)榇_認(rèn)閂鎖打開(kāi)，或者為設(shè)定閂鎖錯(cuò)誤的標(biāo)志。如果全部清空的信號(hào)被從控制系統(tǒng)cs傳遞到管架控制系統(tǒng)prcs，則prcs致動(dòng)臂348，以便使管夾持器348移動(dòng)向支柱，從而隨其拉動(dòng)管并且命令閂鎖314閉合。如果由控制系統(tǒng)產(chǎn)生了設(shè)定閂鎖錯(cuò)誤標(biāo)志，則該信號(hào)被發(fā)送到prcs。prcs不允許管臂348移動(dòng)，并且可選地向操作者發(fā)出在指狀件中存在非預(yù)期的管或者其它物體的警報(bào)。

3、結(jié)束，其中，在臂348被收回并且在至少一根指梁臺(tái)中的閂鎖314被閉合的條件下，控制系統(tǒng)處理由攝像機(jī)301’獲得的新圖像，以便：確認(rèn)閂鎖閉合；或者設(shè)定閂鎖錯(cuò)誤標(biāo)志。

在上述步驟中，虛幻管檢查還可以包括未登記管的檢查。

一個(gè)攝像機(jī)可以用于獲得圖像，以實(shí)施上述步驟中的每一個(gè)，盡管可選地可具有針對(duì)每個(gè)指梁臺(tái)的單獨(dú)攝像機(jī)。還優(yōu)選地是具有用于額外備用的第二攝像機(jī)，使得如果第一攝像機(jī)發(fā)生故障，則能夠由第二攝像機(jī)實(shí)施操作。還優(yōu)選的是具有第二攝像機(jī)和第二算法，所述第二算法用于檢查第一算法的每個(gè)結(jié)果。替代地，可以提供單獨(dú)的攝像機(jī)，以針對(duì)如上所述的每個(gè)步驟或者選擇步驟獲得圖像。另一攝像機(jī)301”位于支柱上，在軌道341’下方。在攝像機(jī)發(fā)生故障或者與另一個(gè)算法結(jié)合使用以確認(rèn)或者否認(rèn)其它攝像機(jī)301和301’的結(jié)果的情況中，該攝像機(jī)301”用于備用。

如果與圖7b示出的指梁臺(tái)154類似，在第一指梁臺(tái)302下方設(shè)置有第二指梁臺(tái)，則攝像機(jī)301’能夠具有關(guān)于其閂鎖的視野。然而，這僅僅能夠判定指梁臺(tái)154上的閂鎖在它們應(yīng)當(dāng)打開(kāi)時(shí)打開(kāi)。因此，優(yōu)選的是，具有針對(duì)位于第一指梁臺(tái)下方的任何第二或者第三指梁臺(tái)的單獨(dú)攝像機(jī)。

攝像機(jī)27、101、167、168、171可以包括ccd或者cmos，所述ccd或者cmos具有彩色成像、全局快門(mén)以及大于50db的動(dòng)態(tài)范圍、介于30度和40度之間的視角、優(yōu)選地不是魚(yú)眼鏡頭、具有至少每秒7幀的幀速和固定的焦距。

如圖14和15所示的每個(gè)閂鎖314與圖4至圖6中示出的每個(gè)閂鎖114基本類似，其具有額外的標(biāo)記物370的特征。閂鎖314可以是任何顏色，并且可以是紅色。標(biāo)記物370可選地由反射材料(諸如由3m公司提供的商標(biāo)為scotchlite^tm、反射材料類型為3150a的白色或者藍(lán)色的solas級(jí)壓敏粘附銀膜反射材料)制成，其還反射紅外光。指狀件303可以涂刷成黃色，而管通常為炮銅灰，從而形成顏色對(duì)比。標(biāo)記物370可選地為圓形的形式，但是它可以具有任何適當(dāng)?shù)男螤?，諸如：方形、三角形、或者多邊形?？蛇x地，標(biāo)記物370具有不同的尺寸和形狀，所述尺寸和形狀易于與攝像機(jī)301、301’、301”的相應(yīng)視野353、254、356內(nèi)的其它特征部區(qū)分開(kāi)。

參照?qǐng)D14，示出了攝像機(jī)301、301’或者301”的視野中的圖像的一部分?？刂葡到y(tǒng)cs進(jìn)行檢查，以觀察閂鎖組件311的閂鎖314是否確實(shí)打開(kāi)?？刂葡到y(tǒng)cs可選地分析圖像，以便尋找標(biāo)記物370的絕對(duì)位置或者相對(duì)位置，所述標(biāo)記物370的絕對(duì)位置或者相對(duì)位置給出控制系統(tǒng)cs正在觀察多個(gè)閂鎖314中的哪一個(gè)閂鎖314以及閂鎖314位于哪一個(gè)指狀件303上的指示(在圖13中沒(méi)有示出其它指狀件，但是所述其它指狀件與圖5中示出的指狀件102至106類似)。一旦標(biāo)記物370就位，則圍繞所述標(biāo)記物370限定區(qū)域369，以便尋找閂鎖314的其它特征?？蛇x地，控制系統(tǒng)分析圖像，以尋找標(biāo)記物370相對(duì)于閂鎖314的另一個(gè)特征的相對(duì)位置。閂鎖314的該另一個(gè)特征是閂鎖的輪廓。閂鎖的輪廓表現(xiàn)為矩形輪廓形式的強(qiáng)烈彩色對(duì)比。如果標(biāo)記物370出現(xiàn)在閂鎖314的矩形輪廓的長(zhǎng)邊的頂部處，則閂鎖314是打開(kāi)的。如果標(biāo)記物370沒(méi)有出現(xiàn)在閂鎖314的矩形輪廓的長(zhǎng)邊的頂部處，則閂鎖是閉合的或者部分閉合的。用于判定標(biāo)記物370的相對(duì)位置的閂鎖314的另一個(gè)可能特征是鉸接銷371，所述鉸接銷371還可以設(shè)置有反射性標(biāo)記物。

參照?qǐng)D15，示出了攝像機(jī)301、301’或者301”的視野中的圖像的一部分?？刂葡到y(tǒng)cs進(jìn)行檢查，以觀察閂鎖314是否確實(shí)閉合。控制系統(tǒng)cs可選地分析圖像，以便尋找孔375的絕對(duì)位置或者相對(duì)位置，所述孔375的絕對(duì)位置或者相對(duì)位置給出哪個(gè)閂鎖314沿著指狀件303的指示?？淄ǔ閳A形，盡管由于攝像機(jī)301、301’、301”的相對(duì)位置，圖像還會(huì)將圓孔描繪為橢圓。因此，控制系統(tǒng)cs分析圖像，以尋找橢圓?？蛇x地，控制系統(tǒng)分析圖像，以尋找一排橢圓。如果圖像包括一排橢圓，則確認(rèn)閂鎖處于閉合位置中。閂鎖的確認(rèn)閂鎖閉合的另一個(gè)可能特征為所述一排橢圓在閂鎖314的輪廓上的相對(duì)位置。