自动接钻杆控制中钻杆螺纹检测方法研究
钻杆是钻井过程中实现力的传递、钻头钻进、井轨迹的延伸和导向钻井控制的主要设备，钻杆螺纹是否完好是钻杆安全连接的关键。因此，针对钻杆公母螺纹检测，研究合理有效的检测方法是实现全自动接钻杆的关键基础性研究。本文采用图像处理技术测量钻杆螺纹参数的方法，通过大量的实验，深入的研究了钻杆螺纹检测方法。主要的研究成果有: 首先介绍钻杆螺纹检测系统的硬件实验平台和软件系统组成，根据选型规则搭建图像采集系统。其次，研究图像检测技术方法，包括图像增强、滤波、边缘检测等，提取出连续清晰的边缘轮廓后，使用亚像素对螺纹边界进行定位;建立螺纹牙型失真模型，利用最小二乘法精确拟合螺纹轮廓边界，对公螺纹进行分块拟合，求取中径增量、螺距、锥度和大小径等参数。对母螺纹进行分段拟合，引入细分算法，求取牙高等参数。 最后，通过实验得到了螺纹具体参数信息，分析了螺距的局部与累计误差，建立螺纹中径遮挡误差补偿模型，对螺纹参量进行补偿，得出螺纹光轴与中径参数之间的关系;并利用已检测的螺纹参数，建立基于BP神经网络的判断钻杆螺纹合格与否的模型。实验结果表明，利用检测的钻杆螺纹参数能够正确地识别钻杆螺纹的不合格类型。本文研究钻杆螺纹检测的方法和不合格类型识别模型，能有效地实现钻杆螺纹参数的检测，为实现智能钻井装备中钻杆连接的智能化奠定坚实的理论基础。
油气开发;钻井过程;全自动接钻杆;螺纹检测;轮廓边界
西安石油大学
硕士
控制工程
沙林秀
2022
中文
TE921.2
2023-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）