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度測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量。

目前，一般有靜態(tài)測量和動態(tài)在線測量方式。靜態(tài)測量是通過丈量(有人工拉卷尺、紅外線激光測量)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)。動態(tài)在線測量又分為接觸式或非接觸式方式測量，非接觸式測量逐漸發(fā)展成為趨勢，目前的測量方式主要有以下幾種：

1.光柵尺直接測量吊鉤上下距離，通過井口安裝壓力傳感器進(jìn)行判斷；

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

3.通過在吊繩上安裝摩擦輪測量吊繩的移動距離，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，通過上下接近開關(guān)、壓輪上的回轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)長度計(jì)算；

5.通過激光多普勒效應(yīng)，將激光直接射在油管外壁上，檢測油管移動距離和接箍位置，實(shí)現(xiàn)長度計(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量器件的使用，導(dǎo)致無法測量或者測量不準(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、測量準(zhǔn)確的油管長度測量裝置。

還有必要提供一種油管拆裝系統(tǒng)。

一種油管長度測量裝置，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)身的卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，所述卷揚(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，所述油管長度測量裝置包括：

測長件；

控制器，所述測長件連接于所述控制器；及

拉力檢測件，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，所述拉力檢測件包括拉力檢測器和比較器，所述拉力檢測器檢測所述吊鉤承載力，所述比較器比較所述拉力檢測器檢測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發(fā)送給所述測長件，所述測長件在收到相鄰兩次吊載有油管的時(shí)間內(nèi)檢測所述吊鉤移動距離，所述控制器接收所述測長件檢測的所述吊鉤移動距離，即可獲取所述油管的下放或上升深度。

本油管長度測量裝置利用拉力檢測件檢測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)此和測長件測得吊鉤移動距離獲取油管的長度，十分方便，且油管長度測量裝置沒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、且測量準(zhǔn)確。

在其中一實(shí)施例中，所述拉力檢測器為拉力傳感器。

在其中一實(shí)施例中，所述油管長度測量裝置還包括人機(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，所述測長件包括角度檢測器和乘法器，所述角度檢測器檢測所述卷筒的轉(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度，進(jìn)而得到所述吊鉤的移動距離。

在其中一實(shí)施例中，所述角度檢測器為角度傳感器或編碼器。

在其中一實(shí)施例中，所述角度檢測器包括設(shè)于機(jī)身的接近開關(guān)、角度換算器和設(shè)于卷筒的觸發(fā)器，接近開關(guān)在卷筒的轉(zhuǎn)動過程中根據(jù)接收到的卷筒上的觸發(fā)器發(fā)出的信號發(fā)出信號并發(fā)送給角度換算器，角度換算器根據(jù)接近開關(guān)發(fā)送的信號獲得卷筒的轉(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)和上述油管長度測量裝置，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)身的卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，所述卷揚(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)利用拉力檢測件檢測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)此和測長件測得吊鉤移動距離獲取油管的長度，十分方便，且油管長度測量裝置沒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、且測量準(zhǔn)確。

附圖說明

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)用新型油管長度測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)施例的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。

需要說明的是，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)用新型的說明書中所使用的術(shù)語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“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和油管長度測量裝置。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的卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，卷揚(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。油管長度測量裝置包括拉力檢測件20、測長件30 及控制器50。拉力檢測件20安裝于起升機(jī)構(gòu)10的鋼絲繩104，并連接于控制器50，拉力檢測件20包括拉力檢測器和比較器，拉力檢測器檢測吊鉤承載力，比較器比較拉力檢測器檢測的吊鉤承載力和預(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的信號發(fā)送給控制器50。測長件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的信號發(fā)送給測長件30，測長件30在收到相鄰兩次吊載有油管A的時(shí)間內(nèi)檢測吊鉤移動距離，控制器50接收測長件30檢測的吊鉤移動距離，即可獲取油管A的下放或上升深度，即本實(shí)用新型所說的需要測量的“油管長度”。

本油管拆裝系統(tǒng)利用拉力檢測件20檢測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的長度，十分方便，且油管長度測量裝置沒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、且測量準(zhǔn)確。

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

具體地，拉力檢測器可為拉力傳感器。

本實(shí)施例中，測長件30包括角度檢測器和乘法器，角度檢測器檢測卷筒 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的收繩或出繩長度，進(jìn)而得到吊鉤的移動距離?？梢岳斫?，角度檢測器可為角度傳感器、編碼器。角度檢測器也可包括設(shè)于機(jī)身 100的接近開關(guān)、角度換算器和設(shè)于卷筒102的觸發(fā)器，接近開關(guān)在卷筒102 的轉(zhuǎn)動過程中根據(jù)接收到的卷筒102上的觸發(fā)器發(fā)出的信號發(fā)出信號并發(fā)送給角度換算器，角度換算器根據(jù)接近開關(guān)發(fā)送的信號獲得卷筒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)接近開關(guān)，接近開關(guān)每發(fā)出一次檢測到觸發(fā)器的信號說明卷筒102轉(zhuǎn)了一圈，即轉(zhuǎn)了360度。

更具體地，測長件30還包括與卷筒102同軸設(shè)置的多齒飛輪，接近開關(guān)對應(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)接近開關(guān)先后發(fā)出兩個(gè)信號，說明卷筒102轉(zhuǎn)過了360/n°，依次類推。更具體地，接近開關(guān)的數(shù)量為兩個(gè)，這樣可以分辨卷筒102的轉(zhuǎn)動方向。

本實(shí)施例中，拉力檢測件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，卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)不受力，這時(shí)控制器50可判斷油管A處于開始準(zhǔn)備下降的狀態(tài)；連接好后卷揚(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，拉力檢測件20測得的拉力對應(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，拉力檢測件20測得的拉力對應(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)，測長件30測得吊鉤的移動距離L，這個(gè)距離L即油管A的下放或上升深度?？梢岳斫猓鸸軙r(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度，如果直接將各油管長度相加存在誤差，而且由于連接時(shí)容易存在誤差，即使根據(jù)經(jīng)驗(yàn)減掉連接的長度，也會存在誤差。本實(shí)用新型直接測量各油管的下放或上升深度，不存在上述誤差，測量更準(zhǔn)確。

本實(shí)施例中，油管長度測量裝置還包括人機(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度測量裝置測量油管長度的油管長度測量方法，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)檢測起升機(jī)構(gòu)10承載的油管A施加的拉力；

S14：根據(jù)檢測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：測量油管A在起吊過程中油管A移動的距離；

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移動的距離獲取油管A的下放或上升深度。

本油管長度測量方法檢測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、且測量準(zhǔn)確。

具體地，步驟S14具體為：當(dāng)檢測到的拉力從0逐漸增加直至穩(wěn)定時(shí)，起升機(jī)構(gòu)10開始吊載油管，當(dāng)檢測到的拉力從一個(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，油管長度測量方法還包括步驟：

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本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，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)。