管具螺纹检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油钻探设备领域，具体而言，涉及一种管具螺纹检测装置。
【背景技术】
[0002]螺纹是工业生产及生活中最重要的紧固、连接和传动组件。管具是石油天然气钻探活动中的重要部件，管具螺纹关系到钻井液密封与扭矩传递，其质量直接影响钻探行业的正常生产。由于腐蚀、微动磨损及存放不当引起的磨损，极易引起管具螺纹的质量问题，为正常钻探带来安全隐患，这就需要对管具螺纹进行质量检验。传统的检验方法一般是由人工利用卡尺、量规等工具对每个零件逐个进行检测，单次测量只能测量单个参数，如需获得工件的多个尺寸参数则工作量大，而且工人长时间关注螺纹件容易产生视觉疲劳，效率低，而且受检测人员的技术素质和经验影响，判断结果往往因人而异，而且人工检测的主观性较强，难以保证质量要求。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种检测结果更加稳定可靠的管具螺纹检测装置。
[0004]因此，本实用新型的技术方案如下:
[0005]管具螺纹检测装置，包括管具托架、底座、环形安装器、计算机和多个摄像头，以及与每个摄像头还对应设置有一投影激光器，其中:
[0006]所述管具托架用于放置待检测管具，所述环形安装器竖直安装中所述底座上，所述待检测管具放置在所述托架上时与所述环形安装器所在的平面垂直；
[0007]所述摄像头在所述环形安装器上均匀分布，每个投影激光器均与对应的摄像头间隔预设距离设置，且所述摄像头和所述投影激光器均朝向所述环形安装器的中心，所述投影激光器与对应的摄像头的光轴的夹角为30?40° ;
[0008]所述投影激光器用于产生预设的结构光，所述摄像头连接至所述计算机，用于拍摄待检测管具的螺纹的影像并将影像传送至所述计算机，所述计算机用于根据所述影像对待检测管具的螺纹进行分析。
[0009]其中，所述摄像头的数量可以为四个。
[0010]本实用新型中，摄像头将螺纹上的图像采集并传至计算机，由测量程序恢复得到管具螺纹虚拟形貌，通过评定程序对管具螺纹虚拟形貌进行参数测评，并给出质量评定结果，解决了目前油气钻探领域管具检测速度慢、检测质量低、检测成本高等问题，实现各类管具螺纹的快速精密测量与质量评价，达到提高检测效率，降低检测成本的目的。使用本实用新型中的检测装置，再配合相应的分析程序，既可以实现:可单次测量管具螺纹的多个尺寸参数，无需，参数逐次测量；避免了传统检测工具磨损带来的误差；使用光学非接触测量原理，提高了检测速度；适用于多种管具，无需配备多种专用工具。
【附图说明】
[0011]图1是根据本实用新型实施例的管具螺纹检测装置的示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0013]如图1所示，根据本实用新型的实施例的管具螺纹检测装置，包括管具托架8、底座5、环形安装器4、计算机7和多个摄像头3，以及与每个摄像头3还对应设置有一投影激光器2，其中:
[0014]所述管具托架8用于放置待检测管具9，所述环形安装器4竖直安装中所述底座5上，所述待检测管具9放置在所述托架8上时与所述环形安装器4所在的平面垂直；
[0015]所述摄像头3在所述环形安装器4上均匀分布，每个投影激光器2均与对应的摄像头3间隔预设距离设置，且所述摄像头3和所述投影激光器2均朝向所述环形安装器4的中心，所述投影激光器2与对应的摄像头3的光轴的夹角为30?40° ;
[0016]所述投影激光器2用于产生预设的结构光，所述摄像头3连接至所述计算机7，用于拍摄待检测管具9的螺纹I的影像并将影像传送至所述计算机7，所述计算机用于根据所述影像对待检测管具9的螺纹I进行分析。
[0017]其中，所述摄像头3的数量可以为四个。
[0018]本实用新型中，摄像头3将螺纹I上的图像采集并传至计算机7，由测量程序恢复得到管具螺纹虚拟形貌，通过评定程序对管具螺纹虚拟形貌进行参数测评，并给出质量评定结果，解决了目前油气钻探领域管具检测速度慢、检测质量低、检测成本高等问题，实现各类管具螺纹的快速精密测量与质量评价，达到提高检测效率，降低检测成本的目的。使用本实用新型中的检测装置，再配合相应的分析程序，既可以实现:可单次测量管具螺纹的多个尺寸参数，无需，参数逐次测量；避免了传统检测工具磨损带来的误差；使用光学非接触测量原理，提高了检测速度；适用于多种管具，无需配备多种专用工具。
[0019]测量时，由计算机7中测量程序通过投影器驱动控制投影激光器2将预设结构光投影于待检测管具9的螺纹I上，测量程序通过摄像头驱动控制摄像头3将螺纹上的图像采集并传至计算机7，由测量程序中螺纹形貌恢复程序恢复得到管具螺纹虚拟形貌。通过螺纹质量评价程序对管具螺纹虚拟形貌进行参数测评，并给出测量与评定结果。
[0020]可以采用数字图像处理、编码结构光、三维视觉传感器建模、摄像机参数标定、三维视觉传感器结构参数标定和传感器坐标系统一标定等技术，求出管具螺纹形貌在全局三位空间坐标系下的三位空间坐标值。通过数字滤波与特征匹配等技术在测量程序与质量评价程序中对螺纹形貌的三位空间坐标值进行处理与分析，最终给出测量与评定结果，具体的螺纹参数包括螺纹大径、中径、小径、螺距、牙型角、锥度等参数。
[0021]中一种具体实施例中，所述的管具螺纹检测装置的工作流程为:
[0022]1.启动设备。投影激光器2在正式工作前需要预热3-5分钟，直至光强稳定。
[0023]2.启动软件。在计算机7上运行管具螺纹测量仪的应用程序，初始化投影激光器2与摄像头3，测试摄像头3是否采集到投影激光器2投出的图像。
[0024]3.选择螺纹规格。进行螺纹规格管理界面，选取待测管具的螺纹规格，标注有该螺纹的各类参数，根据选取规格调整投影激光器2投影面积和摄像头3采集面积。如果被测管具螺纹参数未知，则选择未知项，程序将进行自适应测量。
[0025]4.测量系统标定。使用三位标定靶标对测量系统进行标定，确定测量系统模型中的各个参数。如测量需要，将投影激光器2与摄像头3位置进行变更，则需要重新对系统进行标定。
[0026]5.管具螺纹测量。由计算机7中测量程序通过投影器驱动控制投影激光器2将预设结构光投影于管具螺纹上，测量程序通过摄像头驱动控制摄像头3将螺纹上的图像采集并传至计算机7，由测量程序中螺纹形貌恢复程序恢复得到管具螺纹虚拟形貌。
[0027]6.检测报告。通过螺纹质量评价程序对管具螺纹虚拟形貌进行参数测评，并给出包括螺纹大径、中径、小径、螺距、牙型角、锥度等螺纹参数的检测报告。
[0028]7.关闭设备。首先，关闭应用程序；然后，关闭计算机7 ;最终关闭投影激光器2与摄像头3。
[0029]综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本实用新型的范围之内。
【主权项】
1.一种管具螺纹检测装置，其特征在于，包括管具托架(8)、底座(5)、环形安装器(4)、计算机(7)和多个摄像头(3)，以及与每个摄像头(3)还对应设置有一投影激光器(2)，其中: 所述管具托架(8)用于放置待检测管具(9)，所述环形安装器(4)竖直安装中所述底座(5)上，所述待检测管具(9)放置在所述托架(8)上时与所述环形安装器(4)所在的平面垂直； 所述摄像头(3)在所述环形安装器(4)上均匀分布，每个投影激光器(2)均与对应的摄像头(3)间隔预设距离设置，且所述摄像头(3)和所述投影激光器(2)均朝向所述环形安装器⑷的中心，所述投影激光器⑵与对应的摄像头(3)的光轴的夹角为30?40° ; 所述投影激光器(2)用于产生预设的结构光，所述摄像头(3)连接至所述计算机(7)，用于拍摄待检测管具(9)的螺纹(I)的影像并将影像传送至所述计算机(7)，所述计算机用于根据所述影像对待检测管具(9)的螺纹(I)进行分析。
2.根据权利要求1所述的管具螺纹检测装置，其特征在于，所述摄像头(3)的数量为四个。
【专利摘要】本实用新型公开了一种管具螺纹检测装置，管具托架用于放置待检测管具，环形安装器竖直安装中底座上，待检测管具放置在托架上时与环形安装器所在的平面垂直；摄像头在环形安装器上均匀分布，每个投影激光器均与对应的摄像头间隔预设距离设置，且摄像头和投影激光器均朝向环形安装器的中心，投影激光器与对应的摄像头的光轴的夹角为30～40°；投影激光器用于产生预设的结构光，摄像头连接至计算机，用于拍摄待检测管具的螺纹的影像并将影像传送至计算机，计算机用于根据影像对待检测管具的螺纹进行分析。本实用新型中的管具螺纹检测装置检测结果更加稳定可靠。
【IPC分类】G01B11-00
【公开号】CN204373603
【申请号】CN201520071224
【发明人】张耕培, 周俊然, 王益山, 范永涛, 杨晓勇
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月2日