油管长度测量装置及方法、以及油管拆装系统与流程

本发明涉及油井采油技术领域，特别涉及一种油管长度测量装置及方法、以及油管拆装系统。

背景技术：

连续油管广泛应用于油井的修井、压裂作业，为了工作需要通常需要获知油管的长度，然而由于油井深达几千米，油管在地层中的下放深度很难测量。

目前，一般有静态测量和动态在线测量方式。静态测量是通过丈量(有人工拉卷尺、红外线激光测量)摆放在地面上的油管杆，进行人工或者计算机累加的方式实现。动态在线测量又分为接触式或非接触式方式测量，非接触式测量逐渐发展成为趋势，目前的测量方式主要有以下几种：

1.光栅尺直接测量吊钩上下距离，通过井口安装压力传感器进行判断；

2.激光红外线直接测量吊钩从顶端下移距离，通过井口安装压力传感器进行判断；

3.通过在吊绳上安装摩擦轮测量吊绳的移动距离，得到吊钩的下移距离，在井口安装压力传感器进行判断；

4.在油管上直接安装两个带弹簧摩擦轮、一个固定压轮，通过上下接近开关、压轮上的回转编码器实现长度计算；

5.通过激光多普勒效应，将激光直接射在油管外壁上，检测油管移动距离和接箍位置，实现长度计算。

然而，由于井口附近发生偶然情况较多，井口经常有油泥覆盖，极易影响安装在井口的测量器件的使用，导致无法测量或者测量不准确。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种不受井口情况影响、测量准确的油管长度测量装置。

还有必要提供一种油管拆装系统。

还有必要提供一种油管长度测量方法。

一种油管长度测量装置，包括用于检测起升机构的吊钩承载力的拉力检测件、用于检测所述吊钩移动距离的测长件及连接于所述拉力检测件和所述测长件的控制器；其中，所述控制器用于根据所述拉力检测件测得的拉力值判断所述起升机构是否吊载油管，并根据是否吊载油管的信息及所述测长件的测量值获取油管的下放或上升深度。

本油管长度测量装置利用拉力检测件检测的拉力值即可判断起升机构是否吊载油管，进而据此获取油管的长度，十分方便，且油管长度测量装置没有任何部件安装于井口或下降到油井内，不受井口情况影响、且测量准确。

在其中一实施例中，所述拉力检测件为拉力传感器。

在其中一实施例中，所述测长件包括接近开关。

在其中一实施例中，所述油管长度测量装置还包括人机交互装置，所述人机交互装置与所述控制器连接，用于人机交互。

在其中一实施例中，所述控制器还用于根据获取的各油管的下放或上升深度计算得到整个连接在一起的多根油管的总下放或上升深度。

一种油管拆装系统，包括起升机构和上述油管长度测量装置。

本油管拆装系统利用拉力检测件检测的拉力值即可判断起升机构是否吊载油管，进而据此获取油管的长度，十分方便，且油管长度测量装置没有任何部件安装于井口或下降到油井内，不受井口情况影响、且测量准确。

在其中一实施例中，所述起升机构还包括机身和设于所述机身的卷扬机构，所述卷扬机构包括卷筒和缠绕于所述卷筒的钢丝绳，所述吊钩设于所述钢丝绳，所述测长件用于检测所述卷筒的旋转信号以根据所述旋转信号获取所述钢丝绳的收绳或出绳长度，进而得到所述吊钩的移动距离。

在其中一实施例中，所述拉力检测件设于所述起升机构的所述钢丝绳，用于获取所述钢丝绳承受的拉力从而获得所述吊钩的承载力。

一种油管长度测量方法，包括以下步骤：

油管挂接于起升机构进行起吊，同时检测所述起升机构承载的油管施加的拉力；

根据检测到的拉力变化情况判断所述起升机构是否吊载油管；

测量油管在起吊过程中油管移动的距离；

根据所述起升机构是否吊载油管的信息及油管移动的距离获取油管的下放或上升深度。

本油管长度测量方法检测油管施加的拉力值即可判断起升机构是否吊载油管，进而据此获取油管的长度，十分方便，且不需要安装任何部件于井口或下降到油井内，不受井口情况影响、且测量准确。

在其中一实施例中，根据获取的各油管的下放或上升深度计算得到整个连接在一起的多根油管的总下放或上升深度。

附图说明

图1为本发明油管拆装系统较佳实施方式的结构示意图；

图2为图1所示油管拆装系统的两种不同状态的示意图；及

图3为本发明油管长度测量方法的流程方框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在两者之间的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在两者之间的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明较佳实施例的油管拆装系统包括起升机构10和油管长度测量装置。起升机构10包括用于吊载油管A的吊钩，油管长度测量装置包括用于检测吊钩承载力的拉力检测件20、用于检测吊钩移动距离的测长件30及连接于拉力检测件20和测长件30的控制器50。其中，控制器50用于根据拉力检测件20测得的拉力值判断起升机构10是否吊载油管A，并根据是否吊载油管A的信息及测长件30的测量值获取油管A的下放或上升深度，即本发明所说的需要测量的“油管长度”。

本油管拆装系统和油管长度测量装置利用拉力检测件20检测的拉力值即可判断起升机构10是否吊载油管A，进而据此获取油管A的长度，十分方便，且油管长度测量装置没有任何部件安装于井口或下降到油井内，不受井口情况影响、且测量准确。

本实施例中，控制器50用于根据拉力检测件20测得的拉力值判断起升机构10是否吊载油管A具体为：控制器50用于在检测到的拉力从0逐渐增加直至稳定时，判断起升机构10开始吊载油管，控制器50用于在检测到的拉力从一个稳定值逐渐减小到0时，判断起升机构10开始卸载油管，由此判断起升机构10是否吊载油管A。

本实施例中，起升机构10还包括机身100和设于机身100的卷扬机构，卷扬机构包括卷筒102和缠绕于卷筒102的钢丝绳104，吊钩设于钢丝绳104。测长件30用于检测卷筒102的旋转信号以根据旋转信号获取钢丝绳104的收绳或出绳长度，进而得到吊钩的移动距离。具体地，测长件30包括设于机身100的接近开关，接近开关用于在卷筒102的转动过程中根据卷筒102的转动情况发出脉冲信号进而获取上述旋转信号。控制器50根据接近开关的脉冲信号可得到卷筒102转过的圈数，再根据卷筒102的直径即可计算出钢丝绳104的收绳或出绳长度。

更具体地，测长件30还包括与卷筒102同轴设置的多齿飞轮，接近开关对应多齿飞轮而设。多齿飞轮有n个齿，每相邻两个齿之间的夹角为360/n°，当接近开关先后发出两个脉冲信号，说明卷筒102转过了360/n°，依次类推。更具体地，接近开关的数量为两个，这样可以分辨卷筒102的转动方向。

本实施例中，拉力检测件20设于起升机构10的钢丝绳104，获取钢丝绳104承受的拉力即可获得吊钩的承载力。如图2所示，当油管A需要下管时，在第一状态下，吊钩处于较高的位置，油管A位于油井上方，油管A的端部挂在吊钩上，这时，将油管A与下方的另一根油管B连接，此时下方的油管B坐在井口卡瓦处，卷扬机构不受力，这时控制器50可判断油管A处于开始准备下降的状态；连接好后卷扬机构工作，将油管A与下方的另一油管连接，吊钩的承载力从0逐渐增大直到稳定，拉力检测件20测得的拉力对应从0逐渐增大到一个稳定的值；接着吊钩逐渐下降，下降到第二状态时，吊钩的承载力从稳定逐渐减小直到0，拉力检测件20测得的拉力对应从一个稳定值逐渐减小到0，油管A坐在井口卡瓦处，这时控制器50可判断油管A已下降到位；同时，这个时间内，测长件30测得吊钩的移动距离L，这个距离L即油管A的下放或上升深度。可以理解，起管时原理相同。具体地，钢丝绳104一端设于驾驶室前端，然后绕设于起重臂顶端的轮子并与吊钩连接，然后绕设到卷筒102上。

具体地，拉力检测件20可为拉力传感器。

本实施例中，控制器50还用于根据获取的各油管的下放或上升深度计算得到整个连接在一起的多根油管的总下放或上升深度。需要说明的是，由于相邻两个油管之间需要连接一定距离，也就是油管的总的下放或上升深度并不等于所有油管的总长度，如果直接将各油管长度相加存在误差，而且由于连接时容易存在误差，即使根据经验减掉连接的长度，也会存在误差。本发明直接测量各油管的下放或上升深度，不存在上述误差，测量更准确。

本实施例中，油管长度测量装置还包括人机交互装置70，人机交互装置70与控制器50连接，用于显示油管长度或者人工进行补偿输入等人机交互。

本发明还提供一种可利用上述油管长度测量装置测量油管长度的油管长度测量方法，包括以下步骤：

S12：油管A挂接于起升机构10进行起吊，同时检测起升机构10承载的油管A施加的拉力；

S14：根据检测到的拉力变化情况判断起升机构10是否吊载油管A；

S16：测量油管A在起吊过程中油管A移动的距离；

S18：根据起升机构10是否吊载油管A的信息及油管A移动的距离获取油管A的下放或上升深度。

本油管长度测量方法检测油管施加的拉力值即可判断起升机构10是否吊载油管，进而据此获取油管A的长度，十分方便，且不需要安装任何部件于井口或下降到油井内，不受井口情况影响、且测量准确。

具体地，步骤S14具体为：当检测到的拉力从0逐渐增加直至稳定时，起升机构10开始吊载油管，当检测到的拉力从一个稳定值逐渐减小到0时，起升机构10开始卸载油管，由此判断起升机构10是否吊载油管A。

本实施例中，油管长度测量方法还包括步骤：

S20：根据获取的各油管的下放或上升深度计算得到整个连接在一起的多根油管A的总下放或上升深度。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。