СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРОВ И ФОРМЫ ЗАБОЙНОЙ ТРУБЫ
METHOD FOR DETERMINATION OF SIZES AND SHAPE OF BOTTOM PIPE

Изобретение относится к области метрологии, в частности к средствам измерения расстояний, размеров и формы объектов.
Известен Способ определения формы судовой забойной трубы и настроечный шаблон (Пат. 258175 Российская Федерация, МПК G01B 17/00. Способ определения формы судовой забойной трубы и настроечный шаблон [Текст] / Корнев В.А., Михайлов А.О., Синицкий В.А., Шебаршин А.А., заявитель и патентообладатель АО «ЦТСС» - №2014153274/28; заявл. 25.12.2014; опубл. 20.03.2016), при котором соединяют фланцы настроечным шаблоном и измеряют координаты нанесенных на нем контрольных точек электронным устройством, в качестве которого используют локационно-акустическую измерительную станцию ЛАИС, содержащую жезл с заостренным наконечником и пусковой кнопкой, на котором закреплены два разнесенных по длине акустических излучателя, трехмикрофонную приемную антенну, связанную через трехканальный электронный блок с ЭВМ, при этом жезл оснащают лазерным целеуказателем, а микрофоны антенны, используя, например, поворотные магнитные держатели, развешивают, соблюдая условия прямой видимости между контрольными точками и микрофонами, на стенках и/или оборудовании судового помещения в виде равностороннего треугольника, плоскость которого должна находиться напротив шаблона и на удалении от его ближайшей точки не менее размера стороны упомянутого треугольника, причем оси микрофонов должны быть направлены в сторону средней точки стягивающей длины шаблона, а длина сторон треугольника должна быть в пределах 0,5÷0,7 от размера стягивающей длины шаблона, после чего определяют измерительным инструментом расстояния между микрофонами с точностью до 0,5 мм и вводят их значения в память ЭВМ, а в центре плоскости упомянутого треугольника размещают отражающую мишень, после этого наконечник акустического жезла последовательно устанавливают в контрольные точки шаблона, поворачивая каждый раз жезл в положение, при котором его лазерный целеуказатель направлен в центр мишени, и нажимают пусковую кнопку жезла, в результате чего жезл посылает акустические сигналы к микрофонной антенне, от которой сигналы, преобразованные в электрические, поступают на вход электронного блока, где сигналы обрабатываются и выдаются в ЭВМ в виде координат каждой контрольной точки, а ЭВМ по полученным данным выдает чертеж забойной трубы.
Этот способ наиболее близок к заявляемому изобретению и поэтому принят в качестве прототипа.
Недостатком прототипа является высокая трудоемкость определения формы и размеров забойной трубы, обусловленная необходимостью размещения в месте выполнения измерений большого количества оборудования, выполнения предварительных измерений для расположения приемников в виде равностороннего треугольника, определения ориентации в пространстве осей микрофонов и прочим.
Суть заявляемого технического решения заключается в том, что в известном способе определения формы судовой забойной трубы, при котором соединяют фланцы настроечным шаблоном, выполняют измерения с помощью электронного устройства, обрабатывают данные с помощью ЭВМ с получением чертежа забойной трубы, причем настроечный шаблон собирают из отдельных элементов с известными геометрическими характеристиками, в качестве электронного устройства используют 3D-сканер, которой располагают с одной стороны от собранного настроечного шаблона, после чего выполняют сканирование настроечного шаблона с помощью указанного 3D-сканера, далее при обработке данных на ЭВМ, на основе результатов указанного сканирования, а также известных геометрических характеристик элементов, из которых собран настроечный шаблон, создается 3D-модель забойной трубы с вычисленными размерами и формой.
Таким образом, заявляемое техническое решение отличается тем, что настроечный шаблон собирают из отдельных элементов с известными геометрическими характеристиками, в качестве электронного устройства используют 3D-сканер, которой располагают с одной стороны от собранного настроечного шаблона, после чего выполняют сканирование настроечного шаблона с помощью указанного 3D-сканера, далее при обработке данных на ЭВМ, на основе результатов указанного сканирования, а также известных геометрических характеристик элементов, из которых собран настроечный шаблон, создается 3D-модель забойной трубы с вычисленными размерами и формой.
Сравнительный анализ заявляемого технического решения с другими показал, что настроечные шаблоны широко используются в технике. Также широко известно выполнение измерений с использованием 3D-сканера. Однако, только совместное применение настроечного шаблона, собранного из отдельных элементов с известными геометрическими характеристиками, использование в качестве электронного устройства 3D-сканера, которой располагают с одной стороны от собранного настроечного шаблона, после чего выполняют сканирование настроечного шаблона с помощью указанного 3D-сканера, далее при обработке данных на ЭВМ, на основе результатов указанного сканирования, а также известных геометрических характеристик элементов, из которых собран настроечный шаблон, создается 3D-модель забойной трубы с вычисленными размерами и формой, позволяет снизить трудоемкость определения формы и размеров забойной трубы.
Использование 3D-сканера в качестве электронного устройства позволяет выполнить сканирование поверхности настроечного шаблона с той его стороны, с которой расположен 3D-сканер, без использования дополнительного измерительного оборудования, а также разметки настроечного шаблона контрольными точками.
Сборка настроечного шаблона из отдельных элементов с известными геометрическими характеристиками позволяет использовать указанные характеристики в дальнейших вычислениях для определения геометрических характеристик всего настроечного шаблона, включая ориентацию отверстий фланцевого соединения.
Использование результатов указанного сканирования, а также известных геометрических характеристик элементов, из которых собран настроечный шаблон, позволяет с помощью ЭВМ построить 3D-модель настроечного шаблона, так как результаты указанного сканирования позволят смоделировать форму поверхности настроечного шаблона с той его стороны, с которой расположен 3D-сканер, а известные геометрические характеристики элементов, из которых собран настроечный шаблон, позволяют достроить модель остальной поверхности настроечного шаблона.
Созданная 3D-модель настроечного шаблона позволяет по ней с помощью ЭВМ создать 3D-модель забойной трубы с вычисленными размерами и формой, и на ее основе получить чертеж забойной трубы.
На фиг. 1 изображен собранный настроечный шаблон с установленным для выполнения сканирования 3D-сканером.
Заявляемый способ выполняется следующим образом.
В помещении, где необходимо установить забойную трубу, собирают из отдельных элементов с известными геометрическими характеристиками, например, типа «Лок-лайн», настроечный шаблон 1, соединяя фланцы с его начальным и конечным элементом. 3D-сканер 2 располагают с одной стороны от собранного настроечного шаблона 1. После этого выполняют сканирование поверхности настроечного шаблона 1 с помощью 3D-сканера 2. Далее обрабатывают данные на ЭВМ (не обозначена).
При обработке данных на ЭВМ, на основе результатов указанного сканирования, а также известных геометрических характеристик элементов, из которых собран настроечный шаблон 1, создается 3D-модель забойной трубы с вычисленными размерами и формой. С помощью ЭВМ получают чертеж забойной трубы, который передают в производство.
После этого убирают 3D-сканер 2, разбирают настроечный шаблон 1 на отдельные элементы. После этого при необходимости процесс повторяют для определения размеров и формы других забойных труб.
Заявляемый способ прост и позволяет снизить трудоемкость определения размеров и формы забойной трубы.