【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油氣井修井，特別涉及一種利用光幕測量管桿長度的裝置及方法。
技術介紹
1、修井作業是維持油氣井正常生產的重要手段，傳統修井作業環境艱苦，作業勞動強度大，修井作業中占比85％是小修作業，起下鉆是小修作業中的高頻工序，該工序的傳統作業方式需要4人協同、輪流工作，管桿(油管和抽油桿)的緊、松、旋扣要靠兩人聯合進行，上下管桿要靠人工搬運，現場打地錨和安裝繃繩費時費力。此外，修井作業的工作環境惡劣，施工隊需要承受嚴寒酷暑，勞動強度非常大，極度耗費人力物力，經濟效益低下，并且，井口附近作業危險性高，安全事故多發等問題也難以得到妥善解決。
2、修井裝備作為修井作業的專用設備，其性能對修井作業具有重要意義。傳統的采油采氣用修井等作業設備主要采用柴油機驅動，加重了工人作業環境惡劣程度，污染嚴重，自動化程度低，作業方式粗放，缺乏數字化監控手段。
3、采油采氣行業一直大力推行自動化、清潔化和智能化，其中自動化和智能化主要是結合工業機械手、視覺識別、自動控制、人工智能等先進技術，顯著提升裝備的控制精度、可靠性和作業效率，突破大修、小修等作業技術瓶頸，實現降本增效。近年來各類大修或小修作業設備開始配套各類自動化、清潔作業設備，例如，動力水龍頭、大功率變頻電機、井口自動化裝置、氣動卡瓦、一體化作業平臺、管柱自動化排放系統等重要配套設備，有力推動了井場綠色施工、作業信息化智能化。
4、在修井作業中，管桿的傳統長度測量方法是采用人工皮尺手動測量，該方法效率低、費時費力、可靠性難以保證，嚴重影響了修井施工起下管桿
技術實現思路
1、為了豐富管桿長度測量裝置的種類，增加管桿長度測量方式的選擇空間，本專利技術實施例提供一種利用光幕測量管桿長度的裝置及方法鑒于上述問題。
2、第一方面，本專利技術實施例提供一種利用光幕測量管桿長度的裝置包括升降機構、第一光幕測量模組、第二光幕測量模組、激光測距傳感器、頂板、底座和光幕信號處理系統；
3、所述升降機構設置于所述底座上方，所述頂板設置于所述升降機構頂端，所述激光測距傳感器設置于所述頂板的下方；
4、所述第一光幕測量模組設置于所述升降機構上端部，所述第二光幕測量模組設置于所述升降機構的下端部；所述激光測距傳感器信號連接所述第一光幕測量模組或第二光幕測量模組；
5、所述激光測距傳感器能夠測量所述頂板與所述底座之間的距離，所述第一光幕測量模組和所述第二光幕測量模組能夠形成光幕并識別被遮擋光束，以測量豎直穿過所述光幕的管桿的長度；
6、所述光幕信號處理系統設置于所述底座，用于控制所述第一光幕測量模組和所述第二光幕測量模組工作。
7、在一個或一些可選實施例中，所述第一光幕測量模組包括對向設置的第一光幕信號發射模塊和第一光幕信號接收模塊；
8、所述第一光幕信號發射模塊能夠發射激光信號，以形成光幕；
9、所述第一光幕信號接收模塊能夠接收激光信號，以識別被遮擋光束。
10、在一個或一些可選實施例中，所述第一光幕信號發射模塊包括第一發射模塊本體、對應數量的第一準直透鏡和第一發射光纖連接器；
11、所述第一準直透鏡和所述第一發射光纖連接器分別豎直均勻分布于所述第一發射模塊本體的兩側；
12、所述第一發射光纖連接器內部設置有第一光纖發射組件，所述第一光纖發射組件的發射端朝向對應的第一準直透鏡的焦點。
13、在一個或一些可選實施例中，所述第一光幕信號接收模塊包括第一接收模塊本體和若干第一接收光纖連接器；
14、所述第一接收光纖連接器呈錐形，所述第一接收模塊本體內設置有若干第一錐形槽，所述第一接收光纖連接器容納于對應的第一錐形槽；
15、所述第一接收光纖連接器的數量與所述第一準直透鏡的數量對應，所述第一接收光纖連接器的接收端朝向對應的第一準直透鏡的焦點。
16、在一個或一些可選實施例中，相鄰的兩所述第一光纖接收器之間間隔預設距離。
17、在一個或一些可選實施例中，所述第一光幕信號發射模塊還包括與所述第一發射光纖連接器的數量對應的第一連接件和第一法蘭座；
18、所述第一連接件固定于所述第一發射模塊本體，所述第一法蘭座分別連接對應的第一連接件和第一反射光纖連接器，以將所述第一發射光纖連接器固定于所述第一反射模塊本體。
19、在一個或一些可選實施例中，所述第二光幕測量模組包括對向設置的第二光幕信號發射模塊和第二光幕信號接收模塊；
20、所述第二光幕信號發射模塊能夠發射激光信號，以形成光幕；
21、所述第二光幕信號接收模塊能夠接收激光信號，以識別被遮擋光束。
22、在一個或一些可選實施例中，所述第二光幕信號發射模塊包括第二發射模塊本體、對應數量的第二準直透鏡和第二發射光纖連接器；
23、所述第二準直透鏡和所述第二發射光纖連接器分別豎直均勻分布于所述第二發射模塊本體的兩側；
24、所述第二發射光纖連接器內部設置有第二光纖發射組件，所述第二光纖發射組件的發射端朝向對應的第二準直透鏡的焦點。
25、在一個或一些可選實施例中，所述第二光幕信號接收模塊包括第二接收模塊本體和若干第二接收光纖連接器；
26、所述第二接收光纖連接器呈錐形，所述第二接收模塊本體內設置有若干第二錐形槽，所述第二接收光纖連接器容納于對應的第二錐形槽；
27、所述第二接收光纖連接器的數量與所述第二準直透鏡的數量對應，所述第二接收光纖連接器的接收端朝向對應的第二準直透鏡的焦點。
28、在一個或一些可選實施例中，相鄰的兩所述第二光纖接收器之間間隔預設距離。
29、在一個或一些可選實施例中，所述第二光幕信號發射模塊還包括與所述第二發射光纖連接器的數量對應的第二連接件和第二法蘭座；
30、所述第二連接件固定于所述第二發射模塊本體，所述第二法蘭座分別連接對應的第二連接件和第二反射光纖連接器，以將所述第二發射光纖連接器固定于所述第二反射模塊本體。
31、在一個或一些可選實施例中，所述利用光幕測量管桿長度的裝置還包括與所述升降機構連接的液壓泵站；
32、所述升降機構包括連接的桿座和升降桿；
33、所述液壓泵站能夠驅動所述升降桿升降。
34、在一個或一些可選實施例中，所述光幕信號處理系統包括pd信號調理模塊、激光調制驅動模塊、時鐘同步模塊、數字信號處理模塊、內存模塊、千兆網通信模塊和sfp光通信模塊；
35、所述pd信號調理模塊用于控制激光的發射與接收；
36、所述激光調制驅動模塊用于調制并輸出激光信號；
【技術保護點】
1.一種利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，包括升降機構、第一光幕測量模組、第二光幕測量模組、激光測距傳感器、頂板、底座和光幕信號處理系統；
2.根據權利要求1所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第一光幕測量模組包括對向設置的第一光幕信號發射模塊和第一光幕信號接收模塊；
3.根據權利要求2所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第一光幕信號發射模塊包括第一發射模塊本體、對應數量的第一準直透鏡和第一發射光纖連接器；
4.根據權利要求3所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第一光幕信號接收模塊包括第一接收模塊本體和若干第一接收光纖連接器；
5.根據權利要求4所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，相鄰的兩所述第一光纖接收器之間間隔預設距離。
6.根據權利要求3所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第一光幕信號發射模塊還包括與所述第一發射光纖連接器的數量對應的第一連接件和第一法蘭座；
7.根據權利要求1所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第二光
8.根據權利要求7所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第二光幕信號發射模塊包括第二發射模塊本體、對應數量的第二準直透鏡和第二發射光纖連接器；
9.根據權利要求8所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第二光幕信號接收模塊包括第二接收模塊本體和若干第二接收光纖連接器；
10.根據權利要求9所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，相鄰的兩所述第二光纖接收器之間間隔預設距離。
11.根據權利要求8所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第二光幕信號發射模塊還包括與所述第二發射光纖連接器的數量對應的第二連接件和第二法蘭座；
12.根據權利要求1所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，還包括與所述升降機構連接的液壓泵站；
13.根據權利要求1所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述光幕信號處理系統包括PD信號調理模塊、激光調制驅動模塊、時鐘同步模塊、數字信號處理模塊、內存模塊、千兆網通信模塊和SFP光通信模塊；
14.一種利用光幕測量管桿長度的方法，使用權利要求1-13任一項所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，包括升降機構、第一光幕測量模組、第二光幕測量模組、激光測距傳感器、頂板、底座和光幕信號處理系統；
2.根據權利要求1所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第一光幕測量模組包括對向設置的第一光幕信號發射模塊和第一光幕信號接收模塊；
3.根據權利要求2所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第一光幕信號發射模塊包括第一發射模塊本體、對應數量的第一準直透鏡和第一發射光纖連接器；
4.根據權利要求3所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第一光幕信號接收模塊包括第一接收模塊本體和若干第一接收光纖連接器；
5.根據權利要求4所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，相鄰的兩所述第一光纖接收器之間間隔預設距離。
6.根據權利要求3所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第一光幕信號發射模塊還包括與所述第一發射光纖連接器的數量對應的第一連接件和第一法蘭座；
7.根據權利要求1所述的利用光幕測量管桿長度的裝置，其特征在于，所述第二光幕測量模組包括對向設置的第二光幕信號發射模塊和第二光幕信號接收模塊；
【專利技術屬性】
技術研發人員：王新忠，童征，李濤，翁定為，魏然，薛建軍，孫強，張紹林，錢杰，
申請(專利權)人：中國石油天然氣集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。