JPH0324959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、削井作業や海上における石油掘削作
業におけるストリングスの長さを自動計測する方
法に関する。

〔従来の技術〕

削井作業や石油掘削作業では、太さ、長さ、材
質等の異なるドリルパイプ、ドリルカラー、ケー
シングパイプ、チユービングパイプ等の各種のワ
ークを連結してストリングスを形成し、その先端
部に掘進用のビツトを取つけて掘進を行う。この
ストリングスの長さすなわち掘削深度は6000ｍ以
上にも及ぶことがある。この場合に予め物理検層
された地層に応じて最適条件の掘進を行うこと、
ストリングスの先端部が坑底に到着するのを確実
に予知すること、または暴噴その他の緊急時の諸
施策を適確に行うこと等のためには、ストリング
スの長さを常時把握しておくことが極めて重要で
ある。

また、ワークをストリングスに接続しまたは切
り離す作業はストリングスの長さ情報により、接
続部が定点から予め定められた長さの場所にある
ことを確認して行われる。この定点としては、例
えば作業デツキ面が選ばれる。ワークとストリン
グスとの接続面の位置がこの決められた長さの位
置に来た時にその位置信号を自動的に発信するこ
ととすれば、ワークとストリングスの接続または
切り離し等の作業を自動化するための各種機械を
作動させる作動開始、停止信号等の作動タイミン
グ信号を発信することが可能となる。

しかし、従来ストリングスの長さの把握は、作
業員がワークの長さを一本ごとに巻尺等によつて
計測し、その長さを記録し、またワークにペイン
ト等を用いて記入し、接続時にはこれを加算し、
切り離すときにはこれを減算する方法によつて行
われ、人力に依存していた。またワークの途中ま
での長さを計測する場合は、予め目盛を付けたワ
ークの目盛を読むかケリーの目盛を読んで加算、
減算する方法が採られていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の従来のストリングスの測長方法は誤差を
生ずる場合が多い。例えば巻尺目盛の読み違い、
記録の誤記誤読、計算誤りやキー入力間違い等に
よる誤差を生じる。

また人力によるワークの測長は労力を要するば
かりでなく、ワークの積み崩れ等の危険がある。

本発明はこのような人力による作業を廃止して
常に正確な長さを把握し、ワームの自動接続、切
り離し等のための自動機械へのタイミング信号の
発生を可能とし、またリアルタイムでのストリン
グス先端ビツト部からの長さの監視すなわち石油
掘削作業等における掘削深度のリアルタイムでの
正確な計測監視を可能とし、円滑な作業推進を図
ることのできる方法を提供することを目的とする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記問題を解決するため次の技術手段
を講じた。

(1) ストリングスの接続操作を行うハンドラは鉛
直ガイドレール上を移動するが、その移動量を
検出する位置検出センサを備え、このセンサか
らアナログまたはデジタル信号によるハンドラ
の位置信号が発信される。

(2) ワークとハンドラとの間はこれらの相互の位
置関係が常に一定になるようにハンドラが把持
し、把持確認センサがハンドラに装備されてい
る。

(3) ハンドラには定点からハンドラまでの距離を
随時計測する定点距離計測センサが取りつけら
れている。

(4) ハンドラには上下移動方向を検知するセンサ
を装備する。このセンサは上記定点距離計測セ
ンサの差異計算によつて代替することができ
る。

(5) 上記(1)〜(4)のセンサからの信号、すなわち ワーク把持センサの把持確認信号、 距離計測センサにより測定した定点からの
ハンドラの離隔距離の測定信号、 長手方向位置検出センサによる移動距離信
号、 上記との値の比較によるの補正信
号、 上下方向検出器の方向指示信号 を演算機に入力し、演算機はこれらの信号に基
づき、距離計測センサ測定信号を位置検出セン
サの移動距離と比較して補正し、上下方向検出
器の下降又は上昇方向指示信号に対応して既に
記憶しているストリングス長に上記補正値を加
算又は減算する処理を行い、リアルタイムで深
度信号を計算に送出する。

〔作用〕

ストリングスを延長する場合の長さ計測を例に
取つて第１図を参照して作用を説明する。

(a) 把持確認センサ１がワーク２０をワーク把持
部９が把持しているときに出すONの信号と、
ワーク２０の重量とストリングスの重量との差
を出力する把持確認センサ２が判断した重量デ
ータ信号との比較により、ワーク把持部９が確
実にワーク２０を把持していることを確認す
る。

(b) ハンドラ７が降下を始めると、位置検出セン
サ３はガイドレール１０とハンドラ７との関係
位置に相当する位置信号を発信し、上下方向検
出器６はハンドラ７が確実に降下することを確
認し、積算の指示を演算機１１に対して行う。

(c) 定点距離計測センサ８はワーク把持部９で把
持されているワーク２０の終端と同一レベルの
位置からフロアレベル２１（定点）までの距離
を連続的に計測して演算機に入力し、ワーク２
０の終端が定点２１からどの位置まで降下する
かを設置値と常時比較し、これらが一致したと
きハンドラ７へ降下停止の信号を発信する。

(d) この場合ワーク２０の長さ計測はワーク把持
部９が完全にワーク２０を把持した時点からハ
ンドラ７が降下し始めこの定点から決められた
前記のハンドラ７の停止点までの移動量の積算
値がそのままワーク２０の長さとなる。

(e) ワーク２０の２本目からの長さの計測は、ワ
ーク把持部９が完全にワーク２０を把持した時
点から、ハンドラ７が降下し始め、定点２１か
ら決められた前記のハンドラ７の停止点までの
移動量の積算値がそのままワーク２０の長さと
なる。

(f) これらのワークごとの長さをそれぞれの記憶
器の中に番地を付けて記憶させておく。

(g) 同時にこれらを全部積算した値を表示信号と
して送り出す。

(h) 位置センサ３の積算値と定点距離計測センサ
８の信号とによつて、長さの重複計測を行い、
精度の確認を行うシステムを各機能ブロツクの
中に包含しておき、誤差が生ずると、位置セン
サの実際位置を定点距離計測センサの計測値に
よつて補正する。

また、演算機の内部で上記５個の信号処理を
して計測精度の維持と安定性の向上、固定誤差
のキヤンセル等を行う。

〔実施例〕

第１図は石油掘削作業の場合の本発明の実施例
のブロツク図、第２図はこのシステムフローチヤ
ートである。

ガイドレール１０に沿つてハンドラガイド部７
ａに案内されて移動するハンドラ７に位置センサ
３が設置される。位置センサ３としてはガイドレ
ール１０に設けられたラツク４に噛み合つて回転
するピニオン５の回転によつて得られたエンコー
ダ出力信号からハンドラの位置を検出する装置を
用いることができる。これはマグネスケールと磁
気センサその他の組合せにて行なうことも可能で
ある。

フロアベースを貫通して掘削しているストリン
グスの終末端を把持して掘進を続けていたハンド
ラ７は定点であるフロアベース２１から一定の距
離に達すると降下を停止する。定点距離計測セン
サ８はハンドラ７の定点２１からの距離を計測し
この値をコンピユータなどの演算機１１に送る。

ハンドラ７のワーク把持部９がワーク２０を完
全に離したら把持確認センサ１，２のOFF信号
が演算機１１に送られる。

ハンドラ７は新しいワーク２０を取りに上昇し
ワーク２０を供給するアームからワーク２０を受
け取りその終端を把持し、ストリングス２２終端
にワーク２０の先端を接続する。この時点で定点
距離計測センサ８はハンドラ７の定点からの距離
を計測しその計測値を演算機１１に送る。一方把
持確認センサ１，２はワーク２０の把持確認信号
を演算機１１に送信する。

ハンドラ７の動きに従つて位置検出センサ３か
ら発信される位置信号は、その動きを方向検出器
６よつて検知され正負の信号に切換えられ常時演
算機１１に送られている。

把持確認センサ１は水平方向の把持力の確認信
号を発信し、把持確認センサ２は重力方向の保持
力を確認する信号を演算機１１に送つている。演
算機１１はマイクロコンピユータと同じ機能を有
する記憶、計算、比較、演算を行い前述の各信号
を処理してハンドラ７の移動量のうち加算すべき
位置信号と減算すべき位置信号および測長には関
係のない位置信号を選別して積算し、リアルタイ
ムでのストリングス先端より定点までの長さ（掘
削深度）の信号を発信する。

演算機１１にはストリングス２２におけるワー
クとワークとの接続点を示す信号の発信とこの信
号より任意の長さ分だけ前後させて信号を発生す
ることができ、この任意な長さは演算機１１に設
けられてあるコントロールパネル１２上で容易に
変更が可能である。

〔発明の効果〕

本発明方法により、ストリングスの正確な長さ
をリアルタイムで測長することが可能となつた。
従つて、従来作業員の巻尺によるワークの１本ご
との長さの計測、その記録、加減などを不要と
し、これら人力に依存する誤差、誤認などを皆無
にすことができた。またワークの人力による測長
時のワーク崩れの危険も回避することができる。

さらに、リアルタイムでのストリングスの測長
情報により、信頼性の高い掘進深度が表示され、
ストリングスの上下方向の動きに対する数多くの
情報を数値的に入手でき、リアルタイムの測長か
らストリングスの降下、上昇速度、加速度などを
求めることも可能となり、これらの情報に応じて
対処すべき掘進の諸作業が合理的、能率的に施工
できるようになつた。

また、自動測長信号をストリングスの自動接
続、切離しの動作信号として利用することも可能
となり、掘進作業全体の合理化に貢献する効果を
併せ奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施例のブロツク図、第
２図は本発明方法の実施例のフローチヤートであ
る。 １，２……把持確認センサ、３……位置検出セ
ンサ、４……ラツク、５……ピニオン、６……方
向検出器、７……ハンドラ、８……定点距離検出
センサ、９……ワーク把持部、１０……ガイドレ
ール、１１……演算機、２０……ワーク、２１…
…定点（フロアベース）、２２……ストリングス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ストリングスの接続操作を行うハンドラにワ
   ーク把持確認センサ、ストリングス長手方向位置
   検出センサ、上下方向検出器およびハンドラ位置
   と定点間の距離計測センサを設けておき、ストリ
   ングスの終末端のワークを着脱するとき、ハンド
   ラが該ワーク終端を把持したことをワーク把持セ
   ンサで確認し、次いでハンドラの定点からの離隔
   距離を前記距離計測センサにより計測しつつワー
   クを下降又は上昇し、上下方向検知器によりその
   移動方向を確認し、その移動距離を前記ストリン
   グス長手方向位置検出センサにより検出し、その
   検出値を前記距離計測センサの計測値と比較して
   補正し、この補正された検出値を、上下方向検出
   器の下降又は上昇信号に対応して、既に記憶して
   いるストリングス長に加算又は減算し、ストリン
   グスの定点からの長さをリアルタイム演算するこ
   とを特徴とするストリングスの測長方法。