一種隔水管吊自動定位控制系統的制作方法

本實用新型涉及深水海洋石油鉆井領域，具體是一種隔水管吊自動定位控制系統。

背景技術：

鉆井隔水管是整個深水海洋鉆井裝備中的重要環節之一，其吊裝搬運吊機一直是被歐美等發達國家所壟斷。目前我國在海洋鉆井隔水管吊機的設計、制造技術方面還一直處于空白狀態，目前用在海洋平臺、鉆井船上用的吊裝設備都是歐美國家生產。隔水管水平或豎直擺放在海洋鉆井平臺、鉆井船的主甲板上，隔水管吊機將隔水管從主甲板存儲區提起放到隔水管貓道機和將隔水管從貓道機提放回主甲板的隔水管存儲區。

隔水管長度一般分為60’、75’、90 ’、100’，重量可達40多噸，在動態鉆井平臺或鉆井船上吊裝搬運時，要保證隔水管不晃動、準確定位比較困難，特別是水平放置的隔水管吊裝搬運。目前在用吊機對水平放置隔水管的吊機都是用鋼絲繩提升隔水管，存在晃動、下放時定位不精確等問題，需要工人在旁邊輔助工作。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種隔水管吊自動定位控制系統，用在隔水管吊領域，以至少達到替代人工輔助對準，降低吊機操作者的工作難度，縮短工作時間，提高工作效率的效果。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：一種隔水管吊自動定位控制系統，它包括隔水管、控制器、圖像傳感裝置、位置檢測裝置和吊機，所述的位置檢測裝置、圖像傳感裝置分別安裝在吊機上，所述圖像傳感裝置的信號輸出端連接控制器的圖像檢測信號輸入端，所述位置檢測裝置的位移檢測信號輸出端與控制器的位移信號輸入端連接，所述的控制器分別接收所述圖像傳感裝置輸出的圖像信號、所述位置檢測裝置輸出的位移信號，且能夠同時處理所述的圖像信號和位移信號，用以輸出隔水管位置綜合判斷結果，并向吊機發出目標位置的控制指令，所述的吊機能夠接收所述控制器發出的控制指令，通過吊機的吊鉤準確提起、放置所述隔水管。

所述的位置檢測裝置為編碼器，所述的編碼器用于測試水平位移、升降位移和回轉方位角。

所述的編碼器為光電式編碼器或磁式編碼器。

所述的圖像傳感裝置在工作時能夠根據不同的情況安裝在所述吊機的不同位置，滿足圖像傳感裝置的光學信號采集范圍覆蓋所述隔水管的位置。

所述的圖像傳感器裝置為工業攝像機。

本實用新型的有益效果是：本實用新型融合編碼器的精確定位，同時采用機器視覺技術實現對隔水管的精確定位吊取和放置，根據圖像分析出的吊機吊鉤與隔水管堆藏區隔水管的相對位置結果和編碼器采集的位置數據綜合處理后輸出的控制指令，驅動吊機精確吊取或存放隔水管，具有定位精度高，定位時間短，操作效率高的特點。本實用新型使用計算機對準代替人工對準，可以降低吊機操作者的工作難度，提高對準精度，減少對準時間，提高隔水管處理工作效率，并且在不大幅增加設備成本的情況下，能滿足高效的隔水管處理需求。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的應用系統執行流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步詳細描述本實用新型的技術方案，但本實用新型的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種隔水管吊自動定位控制系統，它包括隔水管、控制器、圖像傳感裝置、位置檢測裝置和吊機，所述的位置檢測裝置、圖像傳感裝置分別安裝在吊機上，所述圖像傳感裝置的信號輸出端連接控制器的圖像檢測信號輸入端，所述位置檢測裝置的位移檢測信號輸出端與控制器的位移信號輸入端連接，所述的控制器分別接收所述圖像傳感裝置輸出的圖像信號、所述位置檢測裝置輸出的位移信號，且能夠同時處理所述的圖像信號和位移信號，用以輸出隔水管位置綜合判斷結果，并向吊機發出目標位置的控制指令，所述的吊機能夠接收所述控制器發出的控制指令，通過吊機的吊鉤準確提起、放置所述隔水管。

所述的位置檢測裝置為編碼器，所述的編碼器用于測試水平位移、升降位移和回轉方位角，在X、Y、Z三個方向進行定位，在X方向，用于標定確定隔水管和貓道位置，在Y方向，用于標定確定隔水管最外側位置，在Z方向，用于確定吊鉤每次到達位置和標定確定隔水管位置。

所述的編碼器包括光電式編碼器或磁式編碼器。

所述的圖像傳感裝置在工作時能夠根據不同的情況安裝在所述吊機的不同位置，滿足圖像傳感裝置的光學信號采集范圍覆蓋所述隔水管的位置。

所述的圖像傳感器裝置為工業攝像機。

如圖2所示，本實用新型融合了編碼器的精確定位同時采用機器視覺技術，實質是一種能滿足深水浮式鉆井平臺、鉆井船用海洋鉆井隔水管的吊裝搬運裝置的自動定位控制系統。通過圖像分析出吊機吊鉤與隔水管堆藏區隔水管的相對位置，根據處理的結果，控制器計算出吊機的目標位置，并對吊機發出控制命令。利用安裝在隔水管吊機本體上的工業攝像機獲取當前隔水管堆藏區的實時圖像，通過高性能計算機進行圖像處理，分析出當前隔水管吊機吊鉤與堆藏區隔水管的相對位置，提前預估當前姿態下是否能夠成功吊取到隔水管，確定可以吊取到隔水管后，吊機動作機構自動停止，直接吊取目標隔水管，取代操作者對準和吊取隔水管。

采用編碼器，接近開關，限位開關，在X、Y、Z三個方向定位：

X：編碼器標定確定隔水管和貓道位置；

Y：編碼器標定確認最外側位置，吊鉤接近開關確定吊取位置；

Z：編碼器確定最高位置（吊鉤每次到達位置），編碼器標定確定隔水管位置。

本實用新型實現對隔水管存儲區隔水管的精確定位吊取，具有定位精度高，定位時間短，對吊機操作者能力要求低，操作效率高的特點，尤其是在海上鉆井平臺，能夠替代人工輔助對準，減少人力成本的同時還能提高對準精度。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當理解本實用新型并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環境，并能夠在本文所述構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和范圍，則都應在本實用新型所附權利要求的保護范圍內。