钻杆应力实时监控系统及其预警方法技术方案

本申请公开了一种钻杆应力实时监控系统及其预警方法，属于海上施工安全技术领域。所述系统包括拉力测量单元、水深测量单元和数据处理单元，其中，所述拉力测量单元位于连接有钻杆的钻机上，并配置为实时获取所述钻杆的拉力数据，所述钻机位于测量船上；所述水深测量单元位于所述测量船上，并配置为实时获取所述测量船所在位置的水深数据；所述数据处理单元位于所述测量船上，与所述拉力测量单元和所述水深测量单元均连接，并配置为对所述拉力数据和所述水深数据进行处理后实时输出钻杆应力数据。该系统可以实时获取钻杆的应力状态，指导作业人员施工，确保钻杆安全，降低施工作业的风险。的风险。的风险。

【技术实现步骤摘要】
钻杆应力实时监控系统及其预警方法


[0001]本申请涉及海上施工安全
，特别涉及一种钻杆应力实时监控系统及其预警方法。

技术介绍

[0002]对海定向钻作为一种海洋管线登陆的施工工艺，具有保护海岸线地貌的作用。在施工过程中，海上的回拖钻机安装在施工船舶上，受到风、浪、流、水深等多种因素影响，船舶会产生六自由度运动，船舶的运动会以外力的形式传导至钻机上，进而对钻机和回拖钻杆受力产生较大影响。
[0003]当船舶运动导致钻杆受力超过其屈服强度时，钻杆可能发生断裂、弯曲，增加了施工作业的风险。因此有必要对钻杆的受力进行实时的监控，以降低施工作业的风险。然而，相关技术中还没有对钻杆的受力情况进行实时监控的方法或者手段。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请提供一种钻杆应力实时监控系统及其预警方法，可以实时获取钻杆的应力状态，指导作业人员施工，确保钻杆安全，降低施工作业的风险。
[0005]具体而言，包括以下的技术方案：
[0006]一方面，本申请实施例提供了一种钻杆应力实时监控系统，所述系统包括：拉力测量单元、水深测量单元和数据处理单元，其中，
[0007]所述拉力测量单元位于连接有钻杆的钻机上，并配置为实时获取所述钻杆的拉力数据，所述钻机位于测量船上；
[0008]所述水深测量单元位于所述测量船上，并配置为实时获取所述测量船所在位置的水深数据；
[0009]所述数据处理单元位于所述测量船上，与所述拉力测量单元和所述水深测量单元均连接，并配置为对所述拉力数据和所述水深数据进行处理后实时输出钻杆应力数据。
[0010]在一种可能设计中，所述拉力测量单元的一端与所述钻机连接，另一端与所述钻杆连接。
[0011]在一种可能设计中，所述拉力测量单元包括拉力传感器，
[0012]所述拉力传感器被配置为实时测量所述钻杆的拉力。
[0013]在一种可能设计中，所述水深测量单元包括测距探头，
[0014]所述测距探头位于所述测量船的船舷外侧的海水中。
[0015]在一种可能设计中，所述拉力测量单元还包括第一数据发送模块，所述水深测量单元包括第二数据发送模块，所述数据处理单元包括数据接收模块；
[0016]所述第一数据发送模块和所述第二数据发送模块与所述数据接收模块之间信号连接。
[0017]在一种可能设计中，所述系统还包括：第一数据传输线和第二数据传输线，
[0018]所述第一数据传输线位于所述拉力测量单元与所述数据处理单元之间；所述第二数据传输线位于所述水深测量单元与所述数据处理单元之间。
[0019]在一种可能设计中，所述系统还包括：预警单元，
[0020]所述预警单元位于所述测量船上，所述预警单元与所述数据处理单元连接，并配置为发出报警信息。
[0021]在一种可能设计中，所述预警单元包括提示灯、蜂鸣器和振动器，
[0022]所述提示灯可呈现不同的提示颜色，所述振动器可实现不同频率的振动。
[0023]在一种可能设计中，所述系统还包括：显示单元，
[0024]所述显示单元位于所述测量船上，与所述数据处理单元连接，并配置为对所述拉力数据、所述水深数据、所述钻杆应力数据、所述报警信息进行显示。
[0025]另一方面，本申请实施例提供了一种钻杆应力实时监控系统的预警方法，应用于上述一方面所涉及的所述的钻杆应力实时监控系统的数据处理单元中，所述方法包括：
[0026]根据钻杆应力数据，判断所述钻杆应力数据是否大于第一阈值；
[0027]如果所述钻杆应力数据小于所述第一阈值，发出安全提示信息；
[0028]如果所述钻杆应力数据大于所述第一阈值，判断所述钻杆应力数据是否大于第二阈值；
[0029]如果所述钻杆应力数据小于所述第二阈值，发出第一报警提示信息；
[0030]如果所述钻杆应力数据大于所述第二阈值，发出第二报警提示信息。
[0031]本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：
[0032]通过拉力测量单元实时获取钻杆的拉力数据，水深测量单元实时获取测量船所在位置的水深数据，利用数据处理单元对获取到的拉力数据和水深数据进行处理后实时得到钻杆应力数据。操作人员可以根据该钻杆应力数据，实时掌握钻杆的应力状态，判断是否需要或者何时需要对钻杆进行调整或操作，以确保钻杆的安全，降低施工作业的风险，避免回拖钻杆因受力过大而发生断裂或弯曲。
[0033]另外，本申请实施例提供的钻杆应力实时监控系统操作便捷、对于数据的获取和处理速度快，能够实时反映钻杆应力数据的情况。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本申请实施例提供的一种钻杆应力实时监控系统的结构示意图；
[0036]图2为本申请实施例提供的另一种钻杆应力实时监控系统的结构示意图；
[0037]图3为本申请实施例提供的一种钻杆应力实时监控系统中预警单元的结构示意图；
[0038]图4为本申请实施例提供的一种钻杆应力实时监控系统的预警方法的流程图。
[0039]图中的附图标记分别表示为：
[0040]1‑
拉力测量单元，101
‑
第一数据发送模块，
[0041]2‑
水深测量单元，201
‑
第二数据发送模块，
[0042]3‑
数据处理单元，301
‑
数据接收模块，
[0043]4‑
钻杆，
[0044]5‑
钻机，
[0045]6‑
测量船，
[0046]7‑
第一数据传输线，
[0047]8‑
第二数据传输线，
[0048]9‑
预警单元，91
‑
提示灯，92
‑
蜂鸣器，93
‑
振动器，
[0049]10
‑
显示单元，
[0050]11
‑
第三数据传输线，
[0051]12
‑
第四数据传输线。
[0052]通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
[0053]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻杆应力实时监控系统，其特征在于，所述系统包括：拉力测量单元(1)、水深测量单元(2)和数据处理单元(3)，其中，所述拉力测量单元(1)位于连接有钻杆(4)的钻机(5)上，并配置为实时获取所述钻杆(4)的拉力数据，所述钻机(5)位于测量船(6)上；所述水深测量单元(2)位于所述测量船(6)上，并配置为实时获取所述测量船(6)所在位置的水深数据；所述数据处理单元(3)位于所述测量船(6)上，与所述拉力测量单元(1)和所述水深测量单元(2)均连接，并配置为对所述拉力数据和所述水深数据进行处理后实时输出钻杆应力数据。2.根据权利要求1所述的钻杆应力实时监控系统，其特征在于，所述拉力测量单元(1)的一端与所述钻机(5)连接，另一端与所述钻杆(4)连接。3.根据权利要求1所述的钻杆应力实时监控系统，其特征在于，所述拉力测量单元(1)包括拉力传感器，所述拉力传感器被配置为实时测量所述钻杆(4)的拉力。4.根据权利要求1所述的钻杆应力实时监控系统，其特征在于，所述水深测量单元(2)包括测距探头，所述测距探头位于所述测量船(6)的船舷外侧的海水中。5.根据权利要求1所述的钻杆应力实时监控系统，其特征在于，所述拉力测量单元(1)还包括第一数据发送模块(101)，所述水深测量单元(2)包括第二数据发送模块(201)，所述数据处理单元(3)包括数据接收模块(301)；所述第一数据发送模块(101)和所述第二数据发送模块(201)与所述数据接收模块(301)之间信号连接。6.根据权利要求1所述的钻杆应力实时监控系统，其特征在于，所述系统还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣世伦，孙碧君，李俭，曾惠林，辛林，王满海，
申请(专利权)人：中国石油管道局工程有限公司，
类型：发明
国别省市：