一种钻机井架状态在线检测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及钻机井架检测技术领域，尤其涉及钻机井架状态在线检测系统，其包括风速风向检测装置、倾角检测装置、静力检测装置、数据交换器、处理器和客户端，风速风向检测装置、倾角检测装置和数据交换器传输实时数据给处理器，处理器接对实时数据进行存储、分析等操作，客户端从处理器调取数据进行相应的操作，本发明专利技术还公开了一种钻机井架状态在线检测方法，本发明专利技术建立了一种集结构监测、远程传输及远程诊断于一体的钻机井架状态全生命周期在线监测系统和方法。

On line detection system and method for drilling rig derrick state

The present invention relates to the technical field of drilling derrick detection, in particular to the state of the online detection system of rig derrick, including wind speed and direction detection device, angle detection device, static detection device, data processor, exchanger and client, wind speed and direction detection device, angle detection device and data exchange of real-time data transmission to the processor, processor is connected to storage and analysis the operation of real-time data, the client of the corresponding operation data obtained from the processor, the invention also discloses a method for on-line detection of drilling derrick, the invention establishes a set of structure monitoring, remote transmission and remote diagnosis in one of the whole life cycle of drilling derrick state on-line monitoring system and method.

【技术实现步骤摘要】
一种钻机井架状态在线检测系统及方法
本专利技术涉及钻机井架检测
，特别涉及一种能够进行井架的全生命周期状态检测的系统和方法。
技术介绍
现有技术中，针对石油钻机井架的状态监测，主要是由专门的检测人员携带专门的检测仪器，按照相应的产品标准，在现场对石油钻机井架开展周期检测并评价，难以满足在全天候使用条件下和各种复杂工况下对石油钻机井架的状态监控。现有技术存在如下缺点：1、需要检测人员携带检测仪器现场操作；2、无法对井架的全生命周期过程中的状态随时进行监控；3、离线操作，不能实时反馈井架状态。为解决上述问题，需要专利技术一种能够进行井架的全生命周期状态检测的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能够在全天候使用条件下和各种复杂工况下进行井架的全生命周期状态检测的系统和方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了如下技术方案。一种钻机井架状态在线检测系统，其包括：风速风向检测装置，所述风速风向检测装置与安装基础固定连接，所述安装基础可以是井架或其它任何可以将所述风速监测装置固定住的场所；倾角检测装置，所述倾角检测装置与所述井架固定连接并采集实时数据，所述倾角检测装置安装在所述井架的下部；静力检测装置，所述静力检测装置与所述井架固定连接并采集实时数据，所述静力检测装置安装在所述井架的中部；数据交换器，所述数据交换器从所述静力检测装置采集实时数据，所述数据交换器通过有线或无线与所述静力检测装置连接；处理器，所述处理器接收从所述风速风向检测装置、倾角检测装置和数据交换器传送来的所述实时数据并将所述实时数据进行分析后存储入数据库中心，所述处理器通过有线或无线与所述风速风向检测装置、倾角检测装置和数据交换器连接，所述处理器分析所述实时数据时，若所述实时数据值不在所述处理器存储的安全数据值范围内，处理器会进行报警操作，通知相关人员处理；客户端，所述客户端从所述处理器关联的数据库中心调取数据并进行处理，所述客户端与所述处理器通过有线连接或者无线连接，所述客户端可从所述数据库中心调取数据进行数据查询、数据回收、报告输出、数据导出、数据分析处理、报警处理、权限管理及示例图显示等操作。作为本专利技术的优选方案，所述井架由井架右段、井架左段及二层台组成，所述井架从下往上分为井架一段、井架二段、井架三段和井架四段，所述井架与基础固定连接，所述井架右段由井架右前腿和井架右后腿组成，所述井架右前腿由井架右前腿一段、井架右前腿二段、井架右前腿三段及井架右前腿四段组成，所述井架右后腿由井架右后腿一段、井架右后腿二段、井架右后腿三段及井架右后腿四段组成，所述井架左段由井架左前腿和井架左后腿组成，所述井架左前腿由井架左前腿一段、井架左前腿二段、井架左前腿三段及井架左前腿四段组成，所述井架左后腿由井架左后腿一段、井架左后腿二段、井架左后腿三段及井架左后腿四段组成。作为本专利技术的优选方案，所述风速风向检测装置包括风速风向传感器、与所述风速风向传感器固定连接的风速风向传感器安装支架、与所述风速风向传感器安装支架固定连接的风速风向传感器安装座，所述风速风向传感器安装座与所述二层台通过法兰盘固定连接，所述风速风向传感器通过有线或无线与所述处理器连接。作为本专利技术的优选方案，所述风速风向传感器安装座由顶板、与所述顶板固定连接的钢管、与所述钢管固定连接的底板、与所述顶板、钢管及底板固定连接的筋板，所述钢管的一端与所述顶板固定连接，所述钢管的另一端与所述底板固定连接，所述筋板分别与所述顶板及钢管固定连接用于加固所述顶板与所述钢管之间的连接，用于加固所述顶板与所述钢管之间连接的筋板数量大于等于2，所述筋板还分别与所述钢管及底板固定连接用于加固所述钢管与所述底板之间的连接，用于加固所述钢管与所述底板之间连接的筋板数量大于等于2。作为本专利技术的优选方案，所述倾角检测装置包括倾角传感器、与所述倾角传感器固定连接的倾角传感器安装板、用于将所述倾角传感器安装板固定在所述井架上的第一U型螺栓，所述第一U型螺栓的数量大于等于1，所述倾角传感器通过有线或无线与所述处理器连接。作为本专利技术的优选方案，所述静力检测装置包括与所述井架固定连接的应变片、防爆箱、安装在所述防爆箱内的数据采集仪、与所述防爆箱固定连接的防爆箱安装板，用于将所述防爆箱安装板固定在所述井架上的第二U型螺栓，所述应变片数量大于等于8，所述防爆箱数量大于等于4，每个所述防爆箱安装板需要的所述第二U型螺栓的数量大于等于1。作为本专利技术的优选方案，所述应变片分别固定在所述井架右前腿二段、井架右前腿三段、井架右后腿二段、井架右后腿三段、井架左前腿二段、井架左前腿三段、井架左后腿二段及井架左后腿三段上，所述防爆箱分别通过所述防爆箱安装板与所述井架右前腿二段或井架右后腿二段、井架右前腿三段或井架右后腿三段、井架左前腿二段或井架左后腿二段、井架左前腿三段或井架左后腿三段固定连接，所述防爆箱安装在所述井架右前腿二段或井架右后腿二段、井架右前腿三段或井架右后腿三段、井架左前腿二段或井架左后腿二段、井架左前腿三段或井架左后腿三段的内侧，所述应变片通过有线与所述数据采集仪，所述数据采集仪通过有线或者无线与所述数据交换器连接。本专利技术还公开了一种钻机井架状态在线检测方法，其包括以下步骤：步骤一风速风向传感器、倾角传感器及数据交换器采集风速、倾角及应变力实时数据，并将所采集到的所述实时数据传输给处理器；步骤二所述处理器存储接收到的的所述实时数据至数据库中心；步骤三所述处理器从所述数据库中心提取比对数据，所述比对数据是一个安全范围临界值；步骤四所述处理器将所述实时数据与所述比对数据进行对比，若所述实时数据大于所述比对数据，则进行报警后进入下一步，若所述实时数据小于所述比对数据，则进入下一步；步骤五所述处理器处理所述实时数据与所述比对数据对比的结果，并对所述结果进行分析、存储等操作；步骤六客户端从所述处理器的数据库中调取数据进行相关操作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、能够对井架的状态进行稳定可靠的数据实时采集和分析并对所采集和分析的数据进行远程传输，为井架的长期安全运营和养护提供强有力的技术支持；2、能够对井架的状态进行远程控制监测，通过远程网络发送日报表，及时了解井架的运行情况及各测点的特征值和预处理结果；3、通过大量的特征值和实时采集数据的分析，建立了一套实用的安全评估和预警系统；4、积累井架状态数据，为井架长期运行和养护、维修提供必要的决策依据；5、满足了钻井平台的防爆要求，同时达到了石油钻机全天候及恶劣工况下的耐久性要求。附图说明图1为本专利技术检测系统框图；图2为本专利技术井架正视图；图3为本专利技术井架俯视图；图4为本专利技术图2A-A剖视图；图5为本专利技术图2B-B剖视图；图6为本专利技术防爆箱安装正视图；图7为本专利技术图6C向视图；图8为本专利技术图6D向视图；图9为本专利技术防爆箱安装板正视图；图10为本专利技术倾角检测装置安装正视图；图11为本专利技术图10E向视图；图12为本专利技术图11F向视图；图13为本专利技术倾角传感器安装板正视图；图14为本专利技术风速风向检测装置安装正视图；图15为本专利技术风速风向检测装置安装侧视图；图16为本专利技术风速风向检测装置安装俯视图；图17为本专利技术风速风向传感器安装支架正视图；图18为本专利技术图17G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻机井架状态在线检测系统，其包括：风速风向检测装置，所述风速风向检测装置与井架固定连接并采集实时数据，所述风速风向检测装置安装在所述井架的上部；倾角检测装置，所述倾角检测装置与所述井架固定连接并采集实时数据，所述倾角检测装置安装在所述井架的下部；静力检测装置，所述静力检测装置与所述井架固定连接，所述静力检测装置安装在所述井架的中部；数据交换器，所述数据交换器从所述静力检测装置采集实时数据，所述数据交换器通过有线或无线与所述静力检测装置连接；处理器，所述处理器接收从所述风速风向监测装置、倾角监测装置及数据交换器传送来的所述实时数据并存储、分析所述实时数据，将所述实时数据及分析结果存储入所述处理器的数据库中心所述处理器通过有线或无线与所述数据交换器连接；客户端，所述客户端从所述处理器的数据库中心调取数据处理，所述客户端与所述处理器通过有线或无线连接。

【技术特征摘要】
1.一种钻机井架状态在线检测系统，其包括：风速风向检测装置，所述风速风向检测装置与井架固定连接并采集实时数据，所述风速风向检测装置安装在所述井架的上部；倾角检测装置，所述倾角检测装置与所述井架固定连接并采集实时数据，所述倾角检测装置安装在所述井架的下部；静力检测装置，所述静力检测装置与所述井架固定连接，所述静力检测装置安装在所述井架的中部；数据交换器，所述数据交换器从所述静力检测装置采集实时数据，所述数据交换器通过有线或无线与所述静力检测装置连接；处理器，所述处理器接收从所述风速风向监测装置、倾角监测装置及数据交换器传送来的所述实时数据并存储、分析所述实时数据，将所述实时数据及分析结果存储入所述处理器的数据库中心所述处理器通过有线或无线与所述数据交换器连接；客户端，所述客户端从所述处理器的数据库中心调取数据处理，所述客户端与所述处理器通过有线或无线连接。2.根据权利要求1所述的钻机井架状态在线检测系统，其特征在于：所述井架由井架右段、井架左段及二层台组成，所述井架与基础固定连接，所述井架右段由井架右前腿和井架右后腿组成，所述井架右前腿包含有井架右前腿三段及井架右前腿二段，所述井架右后腿包含有井架右后腿三段及井架右后腿二段，所述井架左段由井架左前腿和井架左后腿组成，所述井架左前腿包含有井架左前腿三段及井架左前腿二段，所述井架左后腿包含有井架左后腿三段及井架左后腿二段。3.根据权利要求2所述的钻机井架状态在线检测系统，其特征在于：所述风速风向检测装置包括风速风向传感器、与所述风速风向传感器固定连接的风速风向传感器安装支架、与所述风速风向传感器安装支架固定连接的风速风向传感器安装座，所述风速风向传感器安装座与所述二层台通过法兰盘固定连接。4.根据权利要求3所述的钻机井架状态在线检测系统，其特征在于：所述风速风向传感器安装座由顶板、与所述顶板固定连接的钢管、与所述钢管固定连接的底板、与所述顶板、钢管及底板固定连接的筋板，所述钢管的一端与所述顶板固定连接，所述钢管的另一端与所述底板固定连接，所述筋板分别与所述顶板及钢管固定连接，用于加固所述顶板与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨世平，邬柯，高彥华，谢伟，卢国良，唐加伟，胡东，
申请(专利权)人：汉正检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51