基于光纤传感的井架和底座承载力监测系统

来源：电子测量技术杂志2022年第10期北京时间：

作者：贾 登，骆学理，张 易，左卫东，吴昌亮，金 艺，杨晓光

单位：中国石油集团工程技术研究院有限公司 北京 102206

摘要：井架和底座作为石油钻机系统中的重要设备，其承载能力直接影响着油田钻井生产的安全和效益。由于恶劣环境影响， 钻机井架和底座会出现腐蚀、磨损以及载荷增加等问题，因此有必要将井架、底座承载能力与安全评估技术联系起来，以保证钻机生产作业的安全性。因此，本文重点对钻机井架及底座的承载能力开展安全评估技术研究。首先采用有限元仿真找出井架和底座的起升工况下的最大应力监测位置，进而利用光纤光栅监测技术，对钻机关键结构件井架和底座的起升、下放和作业工况的关键受力截面进行应变监测，防止超设计能力作业和意外情况出现。试验结果证明，钻机井架和底座的应变测量值与外力载荷呈线性关系，拟合程度分别是99.48%和99.85%,本系统可以对井架和底座的应变进行监测，实现了钻井装备的承载力监测事前预警、事后支持，更安全地保障油气资源勘探开发。

关键词：钻机井架;光纤光栅;有限元分析;安全评估系统

基金资助：中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目（2021DJ4304）资助