石油钻机井架承载力安全评估检测仪及其检测方法技术

本发明专利技术公开了石油钻机井架承载力安全评估检测仪及其检测方法，涉及石油钻机井架承载力安全评估检测技术领域，包括外箱体

【技术实现步骤摘要】
石油钻机井架承载力安全评估检测仪及其检测方法


[0001]本专利技术涉及石油钻机井架承载力安全评估检测
，具体为石油钻机井架承载力安全评估检测仪及其检测方法
。

技术介绍

[0002]石油钻机和修井机井架底座承载力安全评估检测仪是一款应用于石油钻机井架
、
修井机井架
、
底座承载能力评定和分级的仪器，为装备制造企业进行质量控制提供基础数据和判断依据
。
[0003]如申请号为
CN201210057515.6
的专利技术公开了作业井架载荷能力的评估方法及装置，类似于上述申请的安全评估检测目前还存在以下几点不足：虽然能够实现井架载荷能力的评估，然而并不便于对井架架承载力进行预测，井架长期使用后，由于磨损导致的井架最大承载力数值发生变化，进而容易导致井架承载力安全评估数据发生变化，导致安全评估检测结果不适配的情况
。
[0004]于是，有鉴于此，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提出石油钻机井架承载力安全评估检测仪及其检测方法
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了石油钻机井架承载力安全评估检测仪及其检测方法，解决了上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：石油钻机井架承载力安全评估检测仪及其检测方法，包括外箱体
、
检测仪主体和散热组件，所述外箱体的内部中间设置有检测仪主体，且外箱体的一侧上方通过铰链转动安装有上盖体，所述上盖体的中部固定有显示屏，且上盖体的四周胶接有防护凸块，所述外箱体的后侧固定有通信接口，且通信接口具体为
RS485
接口，所述外箱体的内部两侧设置有散热组件，且散热组件包括隔板
、
散热扇
、
通风口
、
过滤网和水冷块，所述外箱体的内部两侧固定有隔板，且隔板的中部内嵌安装有散热扇，所述外箱体的两侧均开设有通风口，且通风口的内部固定有过滤网，所述外箱体内部靠近通风口的一侧等距离固定有水冷块，且水冷块的内部填充有冷却液
。
[0007]进一步的，所述外箱体的两侧上方安装有防尘组件，所述外箱体的前侧安装有移动轮，且外箱体的下方安装有便携组件
。
[0008]进一步的，所述防尘组件包括转轴
、
支撑杆和防尘罩板，所述外箱体的外部两侧中间通过转轴转动安装有支撑杆，且支撑杆的顶端固定有防尘罩板，并且防尘罩板呈弧形状结构
。
[0009]进一步的，所述便携组件包括固定支撑块
、
伸缩杆和推杆，且固定支撑块
、
伸缩杆均设置有两个，两个所述固定支撑块与外箱体为固定连接，且固定支撑块的后侧安装有伸缩杆，并且伸缩杆的顶端固定有推杆
。
[0010]进一步的，所述固定支撑块的下方安装有液压支撑组件，且液压支撑组件包括支
撑板
、
液压升降架和底板，所述支撑板与固定支撑块为螺栓连接，且支撑板的下方设置有液压升降架，并且液压升降架的下方安装有底板
。
[0011]进一步的，所述检测方法包括以下具体步骤：
[0012]S1、
应力数据采集
[0013]进行测定布置，然后采用
RS485
总线，将分布于钻机井架各个检测点的应力应变数据按照设定时间间隔上传到
RS485
总线，经由
RS485
总线送至通讯中转站，再由通讯中转站经过整理上传至检测仪主体
(2)
的计算模块；
[0014]S2、
应力数据处理
[0015]对于传输数据的扰动信号进行预处理，通过对信号的提取
、
抗干扰
、
滤波
、
除噪技术，提高数据准确性，然后进行数据清洗处理，检查数据一致性，去除重复数据
、
填补缺失值
、
处理异常值，进一步提高数据准确性
。
[0016]进一步的，所述检测方法还包括以下具体步骤：
[0017]S3、
构建有限元分析模型
[0018]根据立井凿井井架主体结构尺寸
、
构件规格
、
构件材料
、
杆件连接形式构建井架的三维有限元分析模型；
[0019]S4、
井架承载力计算
[0020]施加标准工作荷载，导入滤波处理后的测点数据，按照
AISC 335:1989
的规定计算井架标准承载力
F
，然后根据井架的结构形式和受力特征建立井架的数学物理模型，确定井架承载能力和绷绳最大钩载允许拉力参数，从而计算井架承载力极限荷载力
F ult
；
[0021]S5、
承载力安全评估
[0022]综合井架的三维有限元分析模型，基于井架标准承载力和井架承载力极限荷载力构建承载力安全评估模型，进行井架承载力安全评估并输出井架承载力安全评估结果，同时基于测点对井架承载力进行数据分析，并生成井架承载力安全评估检测报告，然后基于井架承载力安全评估结果，对井架的承载能力分等定级
。
[0023]进一步的，所述检测方法还包括以下具体步骤：
[0024]S6、
承载力分析预测
[0025]构建井架承载数据库，储存井架各检测点历史数据，然后通过井架非标准工作条件下的绷绳拉力及其在非标准工作条件下的极限提拉载荷，进行井架承载力分析预测，即在材料弹性范围内，按线性外推法推算井架设计最大钩载时各测点的计算应力数据，然后基于预测数据进行井架极限荷载力再计算，对计算进行可视化处理，根据时序关系绘制井架极限荷载力变化图表，并基于神经网络
、
深度学习算法对后续井架极限荷载力及井架承载力安全评估数据进行预测，同时根据评估预测结果进行及时预警
。
[0026]进一步的，所述步骤
S1、
应力数据采集，检测应力应采用应变片，通过测量应变片电阻的变化检测工程结构在载荷状态下的应力和应变
。
[0027]进一步的，所述步骤
S4、
井架承载力计算，需确保井架承载力极限荷载满足
AISC 335:1989
的规定，即井架承受设计最大钩载时，测试杆件的轴心拉压应力与只有轴心拉压应力存在时，容许采用的轴心拉压应力的比值加上井架承受设计最大钩载时，测试杆件的压缩弯曲应力与只有弯矩存在时容许采用的弯曲应力的比值小于等于
1。
[0028]本专利技术提供了石油钻机井架承载力安全评估检测仪及其检测方法，具备以下有益
效果：
[0029]1.
该石油钻机井架承载力安全评估检测仪法设置有检测仪主体，检测仪主体内置有无线传输模块，能够采用
LoRa
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
石油钻机井架承载力安全评估检测仪，其特征在于，包括外箱体
(1)、
检测仪主体
(2)
和散热组件
(10)
，所述外箱体
(1)
的内部中间设置有检测仪主体
(2)
，且外箱体
(1)
的一侧上方通过铰链转动安装有上盖体
(3)
，所述上盖体
(3)
的中部固定有显示屏
(4)
，且上盖体
(3)
的四周胶接有防护凸块
(5)
，所述外箱体
(1)
的后侧固定有通信接口
(9)
，且通信接口
(9)
具体为
RS485
接口，所述外箱体
(1)
的内部两侧设置有散热组件
(10)
，且散热组件
(10)
包括隔板
(1001)、
散热扇
(1002)、
通风口
(1003)、
过滤网
(1004)
和水冷块
(1005)
，所述外箱体
(1)
的内部两侧固定有隔板
(1001)
，且隔板
(1001)
的中部内嵌安装有散热扇
(1002)
，所述外箱体
(1)
的两侧均开设有通风口
(1003)
，且通风口
(1003)
的内部固定有过滤网
(1004)
，所述外箱体
(1)
内部靠近通风口
(1003)
的一侧等距离固定有水冷块
(1005)
，且水冷块
(1005)
的内部填充有冷却液
。2.
根据权利要求1所述的石油钻机井架承载力安全评估检测仪，其特征在于，所述外箱体
(1)
的两侧上方安装有防尘组件
(6)
，所述外箱体
(1)
的前侧安装有移动轮
(7)
，且外箱体
(1)
的下方安装有便携组件
(8)。3.
根据权利要求2所述的石油钻机井架承载力安全评估检测仪，其特征在于，所述防尘组件
(6)
包括转轴
(601)、
支撑杆
(602)
和防尘罩板
(603)
，所述外箱体
(1)
的外部两侧中间通过转轴
(601)
转动安装有支撑杆
(602)
，且支撑杆
(602)
的顶端固定有防尘罩板
(603)
，并且防尘罩板
(603)
呈弧形状结构
。4.
根据权利要求2所述的石油钻机井架承载力安全评估检测仪，其特征在于，所述便携组件
(8)
包括固定支撑块
(801)、
伸缩杆
(802)
和推杆
(803)
，且固定支撑块
(801)、
伸缩杆
(802)
均设置有两个，两个所述固定支撑块
(801)
与外箱体
(1)
为固定连接，且固定支撑块
(801)
的后侧安装有伸缩杆
(802)
，并且伸缩杆
(802)
的顶端固定有推杆
(803)。5.
根据权利要求4所述的石油钻机井架承载力安全评估检测仪，其特征在于，所述固定支撑块
(801)
的下方安装有液压支撑组件
(11)
，且液压支撑组件
(11)
包括支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红霞，徐武德，郑礴，马芳兰，巩学芳，陈小通，
申请(专利权)人：甘肃省科学院传感技术研究所，
类型：发明
国别省市：