一种油管接箍探测装置及变径管柱探测装置的制作方法

技术特征：
1.一种油管接箍探测装置，用于在起下管柱时探测到达井口的油管接箍，其特征在于，所述油管接箍探测装置包括：静平台，能固定在井口，所述静平台具有供轴向移动的管柱穿过的第一通孔；动平台，能移动地设于所述静平台上且具有供所述管柱穿过的第二通孔，所述动平台能相对于所述静平台沿与所述管柱的径向平面平行的第一平面移动；探测器，能移动地安装在所述动平台上并与所述管柱的外壁接触，所述探测器和所述动平台能在所述管柱发生径向偏移时随所述管柱沿所述第一平面移动并保持相对静止，所述管柱的油管接箍在经过所述探测器时使所述探测器相对于所述动平台移动并触发所述探测器。2.如权利要求1所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述管柱包括油管和与所述油管连接的油管接箍，所述油管接箍的半径大于所述油管的半径，所述探测器包括具有可变内径的探测机构和传感器，所述探测机构围绕所述管柱设置并与所述管柱的外周壁接触，当所述油管经过所述探测机构时，所述探测机构与所述油管的外周壁接触，所述探测机构和所述动平台保持相对静止，且所述探测器的内径与所述油管的直径相等，当所述油管接箍接替所述油管经过所述探测机构时，所述探测机构沿所述管柱的径向向外扩张至与所述油管接箍的外周壁接触，且所述探测机构的内径增大到与所述油管接箍的直径相等，所述传感器在检测到所述探测机构的内径等于所述油管接箍的直径时发出接箍到达信号。3.如权利要求2所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述探测机构的中心轴线垂直于所述第一平面，所述探测机构的中心轴线与所述管柱的中心轴线重合，所述探测机构由围绕所述探测机构的中心轴线呈环形间隔排列的至少三个探头围成，各所述探头能相对于所述动平台沿所述管柱的径向移动，各所述探头通过沿所述管柱的径向移动使所述探测机构的内径增大或减小，所述动平台和所述探测器在所述管柱发生径向偏移时随所述管柱沿所述第一平面移动，以使所述探头件的中心轴线始终保持与所述管柱的中心轴线重合。4.如权利要求3所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述传感器为位移传感器，所述位移传感器通过检测所述探头相对于所述动平台沿所述管柱的径向移动的距离确定所述探测机构的内径变化量，所述位移传感器在检测到所述探头沿所述管柱的径向向外移动的距离等于所述油管接箍的半径与所述油管的半径的差值时发出接箍到达信号。5.如权利要求4所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述探测器包括用于检测其中一个所述探头的移动距离的一个位移传感器，或所述探测器包括用于分别检测各所述探头的移动距离的多个位移传感器。6.如权利要求3所述的油管接箍探测装置，其特征在于，各所述探头分别通过第一弹簧能移动地与所述动平台连接，各所述探头在所述第一弹簧的弹力推动下保持与所述管柱的外壁接触，所述探头在相对于所述动平台沿所述管柱的径向移动时驱动所述第一弹簧发生弹性变形。7.如权利要求6所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述探测器还包括对应各所述探头设置的多个安装架，所述安装架包括与所述动平台固定连接的外套筒和能轴向滑动地设于所述外套筒内侧的滑套，所述第一弹簧套在所述滑套外侧且位于所述外套筒内侧，所述第一弹簧的两端分别顶抵所述滑套和所述外套筒，所述滑套与所述探头连接，当所述油管接箍接替所述油管经过所述探头时，所述探头相对于所述动平台沿所述管柱的径向向外
移动，同时所述滑套在所述探头的带动下沿所述外套筒的轴向滑动并压缩所述第一弹簧，直至所述探头与所述油管接箍的外周壁接触。8.如权利要求7所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述外套筒内固定有内套筒，所述第一弹簧和所述滑套的另一端均套在所述内套筒外，所述内套筒内形成有活塞腔，所述活塞腔内设有活塞，所述活塞的一端伸出所述活塞腔并与所述探头连接；所述传感器为非接触磁致伸缩传感器，所述非接触磁致伸缩传感器具有位于所述外套筒外部的主体结构、伸入所述活塞腔内的感应轴、以及固定在所述活塞上的活动磁块，所述活塞内沿轴向设有插孔，所述活动磁块嵌设于所述插孔的孔壁中，所述感应轴伸入所述插孔内，所述感应轴与所述磁块和所述插孔的孔壁间隙配合。9.如权利要求8所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述探头呈滚轮状，所述探头的中心轴线处穿设有一转轴，所述探头通过轴承与所述转轴连接，所述转轴平行于所述第一平面且垂直于所述管柱的中心轴线，当所述管柱轴向移动时，所述探头绕所述转轴旋转并与所述管柱的外壁滚动接触，所述安装架还包括探头支撑件，所述探头支撑件的一端与所述滑套和所述活塞固定连接，所述探头支撑件的另一端与所述转轴固定连接。10.如权利要求6所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述动平台和所述静平台之间通过多个呈环形等间隔排列的第二弹簧连接，所述动平台在所述静平台上具有初始位置，当所述管柱在径向方向上处于初始状态时，所述动平台在多个所述第二弹簧的弹力作用下保持在所述初始位置，所述第二弹簧的刚度小于所述第一弹簧的刚度，当所述管柱发生径向偏移时，所述动平台随所述管柱沿所述第一平面移动并偏离所述初始位置，同时所述动平台驱动所述第二弹簧发生弹性变形。11.如权利要求3所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述探头呈滚轮状，所述探头的中心轴线处穿设有一转轴，所述探头能绕所述转轴旋转，所述转轴平行于所述第一平面且垂直于所述管柱的中心轴线，当所述管柱轴向移动时，所述探头绕所述转轴旋转并与所述管柱的外壁滚动接触。12.如权利要求2所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述传感器为位移传感器，所述位移传感器根据所述探测机构相对于所述动平台沿所述管柱的径向移动的距离检测所述探测机构的内径。13.如权利要求1所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述动平台和所述静平台之间通过多个呈环形等间隔排列的第二弹簧连接，所述动平台在所述静平台上具有初始位置，当所述管柱处于竖直状态时，所述动平台在多个所述第二弹簧的弹力作用下保持在所述初始位置，当所述管柱发生径向偏移时，所述动平台随所述管柱沿所述第一平面移动并偏离所述初始位置，同时所述动平台驱动所述第二弹簧发生弹性变形。14.如权利要求13所述的油管接箍探测装置，其特征在于，各所述第二弹簧分别设于一套筒组件内，所述套筒组件包括外筒体、能滑动地插入所述外筒体内的内筒体、第一连接轴和第二连接轴，所述第一连接轴将所述外筒体与所述静平台固定连接，且所述第一连接轴沿所述外筒体的径向插入所述外筒体内，所述第二连接轴将所述内筒体与所述动平台固定连接，且所述第二连接轴沿所述内筒体的径向插入所述内筒体内，所述第二弹簧设于所述内筒体的内侧，所述第二弹簧的两端分别与所述第一连接轴和所述第二连接轴固定连接，当所述管柱发生径向偏移时，所述动平台随所述管柱沿所述第一平面移动并偏离所述初始
位置，所述内筒体在所述动平台的带动下沿所述外筒体滑动并驱动所述第二弹簧发生弹性变形。15.如权利要求1至14任一项所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述动平台与所述静平台之间还连接有用于限制所述动平台自转的防转机构。16.如权利要求15所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述防转机构为平行四边形机构，所述平行四边形机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和第五连杆，所述第一连杆和所述第二连杆相互平行，所述第一连杆的一端和所述第二连杆的一端分别与所述静平台铰接，所述第一连杆的另一端和所述第二连杆的另一端分别与所述第三连杆的两端铰接，所述第三连杆平行于所述第一平面，所述第四连杆的一端和所述第五连杆的一端分别与所述动平台铰接，所述第四连杆的另一端和所述第五连杆的另一端分别与所述第三连杆的两端铰接。17.如权利要求1所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述静平台包括第一上平台和位于所述第一上平台下方的第一下平台，所述动平台位于所述第一上平台的底面和所述第一下平台的顶面之间，所述动平台的顶部和底部分别与所述第一上平台的底面和所述第一下平台的顶面滚动接触。18.如权利要求1或17所述的油管接箍探测装置，其特征在于，所述动平台连接有万向轮，所述动平台通过所述万向轮与所述静平台滚动接触。19.一种变径管柱探测装置，用于在起下管柱时探测管柱的变径部分，其特征在于，所述变径管柱探测装置包括：静平台，能固定在井口，所述静平台具有供轴向移动的管柱穿过的第一通孔；动平台，能移动地设于所述静平台上且具有供所述管柱穿过的第二通孔，所述动平台能相对于所述静平台沿与所述管柱的径向平面平行的第一平面移动；探测器，能移动地安装在所述动平台上并与所述管柱的外壁接触，所述探测器和所述动平台能在所述管柱发生径向偏移时随所述管柱沿所述第一平面移动并保持相对静止，所述管柱的变径部分在经过所述探测器时使所述探测器相对于所述动平台移动并触发所述探测器。20.如权利要求19所述的变径管柱探测装置，其特征在于，所述探测器包括具有可变内径的探测机构和传感器，所述探测机构围绕所述管柱设置并与所述管柱的外周壁接触，当所述管柱的变径部分经过所述探测机构时，所述探测机构沿所述管柱的径向扩张或收缩至与所述变径部分的外周壁接触，所述探测机构的内径增大或减小到与所述变径部分的直径相等，所述传感器在检测到所述探测机构的内径等于所述变径部分的直径时发出变径部分到达信号。21.如权利要求20所述的变径管柱探测装置，其特征在于，所述探测机构的中心轴线垂直于所述第一平面，所述探测机构的中心轴线与所述管柱的中心轴线重合，所述探测机构由围绕所述探测机构的中心轴线呈环形间隔排列的至少三个探头围成，各所述探头能相对于所述动平台沿所述管柱的径向移动，各所述探头通过沿所述管柱的径向移动使所述探测机构的内径增大或减小，所述动平台和所述探测器在所述管柱发生径向偏移时随所述管柱沿所述第一平面移动，以使所述探头件的中心轴线始终保持与所述管柱的中心轴线重合。

技术总结
本发明提供一种油管接箍探测装置及变径管柱探测装置，其包括：静平台，能固定在井口，静平台具有供轴向移动的管柱穿过的第一通孔；动平台，能移动地设于静平台上且具有供管柱穿过的第二通孔，动平台能相对于静平台沿与管柱的径向平面平行的第一平面移动；探测器，能移动地安装在动平台上并与管柱的外壁接触，探测器和动平台能在管柱发生径向偏移时随管柱沿第一平面移动并保持相对静止，管柱的油管接箍在经过探测器时使探测器相对于动平台移动并触发探测器。本发明的探测准确率高，可满足带压作业和修井作业自动化的需求。压作业和修井作业自动化的需求。压作业和修井作业自动化的需求。


技术研发人员：明尔扬
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2020.05.14
技术公布日：2021/12/2