井架应力监测方法、装置、系统、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种井架应力监测方法、装置、系统、计算机设备和存储介质，所述方法包括：当待测井架处于载荷状态时，获取所述待测井架的当前载荷数据；获取所述待测井架在同一监测截面上多个监测点的多个应力数据；根据所述多个应力数据和所述当前载荷数据，获取多个应力增量和多个载荷应力比；根据所述多个应力增量、所述多个载荷应力比和预设阈值，获取所述待测井架在当前载荷状态时的运行状态，所述运行状态包括正常状态和告警状态；其解决了现有技术中通过绝对应力的监测方法由于井架结构、测量方法和环境等因素，导致数据可靠性差的问题，对井架的使用和安全评估提供了可靠和稳定的数据基础，可以及时和有效的消除井架的安全隐患。患。患。

【技术实现步骤摘要】
井架应力监测方法、装置、系统、计算机设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及井架监测
，具体涉及井架应力监测方法、装置、系统、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]钻井机井架是石油钻机系统的关键设备，主要功能是起升和下放钻杆，同时兼有安放天车、悬挂油车、大钩、水龙头等功能。在起升钻杆时石油井架要承受去巨大的冲击载荷，石油井架能否经得住冲击载荷的作用，直接关系着钻井系统的安全运行和职工的人身安全；因此，及时检测出石油井架的结构损伤，准确预测出井架的承载能力，对于消除井架的安全隐患具有重要的意义。
[0003]目前行业中通常采用对绝对应力监测的方式来确保井架受力在安全评估的范围内，主要是通过应力和材料关系来分析判断，但是因井架的结构不同，以及测量手段的可靠性的问题，无法保证数据的可靠性和稳定性。
[0004]可见，现有技术中通过绝对应力的监测方法由于井架结构、测量方法和环境等因素，导致数据可靠性差的问题，不能及时和有效的消除井架的安全隐患。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供的井架应力监测方法、装置、系统、计算机设备和存储介质，其解决了现有技术中通过绝对应力的监测方法由于井架结构、测量方法和环境等因素，导致数据可靠性差的问题，对井架的使用和安全评估提供了可靠和稳定的数据基础，可以及时和有效的消除井架的安全隐患。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种井架应力监测方法，所述方法包括：当待测井架处于载荷状态时，获取所述待测井架的当前载荷数据；获取所述待测井架在同一监测截面上多个监测点的多个应力数据；根据所述多个应力数据和所述当前载荷数据，获取多个应力增量和多个载荷应力比；根据所述多个应力增量、所述多个载荷应力比和预设阈值，获取所述待测井架在当前载荷状态时的运行状态，所述运行状态包括正常状态和告警状态。
[0007]可选地，根据所述多个应力增量、所述多个载荷应力比和预设阈值，获取所述待测井架在当前载荷状态时的运行状态，包括：根据所述多个应力增量，获取所述多个应力增量之间的多个差值；将所述多个差值与第一预设阈值进行比较；当所述多个差值中存在大于所述第一预设阈值时，判定所述待测井架处于第一告警状态，并发出第一告警信息。
[0008]可选地，根据所述多个应力增量、所述多个载荷应力比和预设阈值，获取所述待测井架在当前载荷状态时的运行状态，还包括：将所述多个载荷应力比与第二预设阈值进行比较；当所述多个载荷应力比存在大于所述第二预设阈值时，判定所述待测井架处于第二告警状态，并发出第二告警信息。
[0009]可选地，根据所述多个应力数据和所述当前载荷数据，获取多个应力增量和多个载荷应力比，包括：当待测井架处于空载状态时，获取所述待测井架在同一监测截面上每个
监测点的自应力；根据所述多个应力数据和相匹配的自应力，获取所述多个应力增量；根据所述多个应力增量和所述当前载荷数据，获取所述多个载荷应力比。
[0010]可选地，在所述当待测井架处于载荷状态时获取所述待测井架的当前载荷数据之前，所述方法还包括：获取所述待测井架的结构参数；根据所述结构参数和应力监测模型，计算出所述待测井架的监测截面位置和监测截面数量。
[0011]可选地，在获取所述待测井架在同一监测截面上多个监测点的多个应力数据比之后，所述方法还包括：将所述当前载荷数据输入应力预测模型，得到理论应力数据；对所述多个应力数据进行加权平均，得到实际应力数据；将所述理论应力数据和所述实际应力数据进行比较，得到所述待测井架的老化程度。
[0012]第二方面，本专利技术提供一种井架应力监测装置，所述装置包括：载荷数据获取模块，用于当待测井架处于载荷状态时，获取所述待测井架的当前载荷数据；应力数据获取模块，用于获取所述待测井架在同一监测截面上多个监测点的多个应力数据；数据处理模块，用于根据所述多个应力数据和所述当前载荷数据，获取多个应力增量和多个载荷应力比；运行状态获取模块，用于根据所述多个应力增量、所述多个载荷应力比和预设阈值，获取所述待测井架在当前载荷状态时的运行状态，所述运行状态包括正常状态和告警状态。
[0013]第三方面，本专利技术提供一种井架应力监测系统，所述系统包括：称重传感器，设置在待测井架的吊钩上，用于采集所述吊钩上的载荷数据；高度传感器，设置所述待测井架的吊钩上，用于采集所述吊钩的高度数据；多个轴销传感器，安装在所述待测井架基座上，用于检测所述待测井架每个支腿的负载数据；多个应力传感器，设置在监测截面上的多个监测点上，用于采集每个监测点的应力数据；数据采集模块，与所述称重传感器、所述高度传感器、所述多个多个轴销传感器和所述多个应力传感器相连，用于接收和存储所述载荷数据、所述高度数据、所述负载数据和所述应力数据；数据处理服务器，与所述数据采集模块相连，用于对所述载荷数据、所述高度数据、所述负载数据和所述应力数据进行处理和分析，获取所述待测井架在当前的运行状态，还用于当所述运行状态为告警状态时，发送告警指令；声光报警装置，与所述数据处理服务器相连，用于当接收到所述告警指令时，发出声光告警信息；监控上位机，与所述数据处理服务器相连，用于在远程终端上显示所述数据处理服务器发送的所述待测井架的监控数据和运行状态。
[0014]第四方面，本专利技术提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：当待测井架处于载荷状态时，获取所述待测井架的当前载荷数据；获取所述待测井架在同一监测截面上多个监测点的多个应力数据；根据所述多个应力数据和所述当前载荷数据，获取多个应力增量和多个载荷应力比；根据所述多个应力增量、所述多个载荷应力比和预设阈值，获取所述待测井架在当前载荷状态时的运行状态，所述运行状态包括正常状态和告警状态。
[0015]第五方面，本专利技术提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：当待测井架处于载荷状态时，获取所述待测井架的当前载荷数据；获取所述待测井架在同一监测截面上多个监测点的多个应力数据；根据所述多个应力数据和所述当前载荷数据，获取多个应力增量和多个载荷应力比；根据所述多个应力增量、所述多个载荷应力比和预设阈值，获取所述待测井架在当前载荷状
态时的运行状态，所述运行状态包括正常状态和告警状态。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0017]1、本专利技术通过对待测井架的当前载荷数据与预设载荷数据进行比较，实现对待测井架的运行状态的初级预判；通过对多个监测点的应力增量进行比较分析，得到同一监测面上的应力分布情况，可监测出由于各种原因的结构变化导致井架的应力分布变化，实现对待测井架运行状态的二级预判；本专利技术通过应力载荷比的分析和判断，实现对待测井架运行状态的三级预判，有效去除传统的绝对应力分析方法中因为各种因素，包含产品本身的结构设计，生产工艺，使用环境等各种不可控，不可测因素对数据准确性的影响。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井架应力监测方法，其特征在于，所述方法包括：当待测井架处于载荷状态时，获取所述待测井架的当前载荷数据；获取所述待测井架在同一监测截面上多个监测点的多个应力数据；根据所述多个应力数据和所述当前载荷数据，获取多个应力增量和多个载荷应力比；根据所述多个应力增量、所述多个载荷应力比和预设阈值，获取所述待测井架在当前载荷状态时的运行状态，所述运行状态包括正常状态和告警状态。2.如权利要求1所述的井架应力监测方法，其特征在于，根据所述多个应力增量、所述多个载荷应力比和预设阈值，获取所述待测井架在当前载荷状态时的运行状态，包括：根据所述多个应力增量，获取所述多个应力增量之间的多个差值；将所述多个差值与第一预设阈值进行比较；当所述多个差值中存在大于所述第一预设阈值时，判定所述待测井架处于第一告警状态，并发出第一告警信息。3.如权利要求1或2所述的井架应力监测方法，其特征在于，根据所述多个应力增量、所述多个载荷应力比和预设阈值，获取所述待测井架在当前载荷状态时的运行状态，还包括：将所述多个载荷应力比与第二预设阈值进行比较；当所述多个载荷应力比存在大于所述第二预设阈值时，判定所述待测井架处于第二告警状态，并发出第二告警信息。4.如权利要求1所述的井架应力监测方法，其特征在于，根据所述多个应力数据和所述当前载荷数据，获取多个应力增量和多个载荷应力比，包括：当待测井架处于空载状态时，获取所述待测井架在同一监测截面上每个监测点的自应力；根据所述多个应力数据和相匹配的自应力，获取所述多个应力增量；根据所述多个应力增量和所述当前载荷数据，获取所述多个载荷应力比。5.如权利要求1所述的井架应力监测方法，其特征在于，在所述当待测井架处于载荷状态时获取所述待测井架的当前载荷数据之前，所述方法还包括：获取所述待测井架的结构参数；根据所述结构参数和应力监测模型，计算出所述待测井架的监测截面位置和监测截面数量。6.如权利要求1所述的井架应力监测方法，其特征在于，在获取所述待测井架在同一监测截面上多个监测点的多个应力数据比之后，所述方法还包括：将所述当前载荷数据输入应力预测模型，得到理论应力数据；对所述多个应...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，施晓东，施昌平，沈毅祥，黄海波，
申请(专利权)人：湖北微特智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：