皮爾茲安全光柵光纖光柵的井架的應(yīng)用
井架是石油鉆機(jī)的重要組成部分,在使用過(guò)程中經(jīng)常面臨拆卸,、組裝,、移動(dòng)、銹蝕和偶然沖撞等外部作用,使得井架不同程度地存在著各種各樣的缺陷,其安全性對(duì)整臺(tái)鉆機(jī)的工作性能,、可靠性及使用壽命影響很大,因此,對(duì)鉆機(jī)井架進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)意義重大,。 光纖PILZ光柵傳感技術(shù)是一種新興的傳感技術(shù)。

皮爾茲安全光柵光纖光柵的井架的應(yīng)用
光纖PILZ光柵傳感器具有諸如抗電磁干擾,、低損耗,、易彎曲、體積小,、重量輕,、成本低、耐腐蝕,、防水,、防火等固有的優(yōu)點(diǎn)外,還對(duì)應(yīng)力、應(yīng)變等重要測(cè)量參量具有*的測(cè)量精度,特別適合在鉆井現(xiàn)場(chǎng)(井場(chǎng))這種環(huán)境惡劣的場(chǎng)合中進(jìn)行非電監(jiān)測(cè),。能對(duì)光敏器件自診斷的安全PILZ光柵模塊,特點(diǎn)是它由發(fā)射管,、接收管間隔地置于同一側(cè)而構(gòu)成。由于兩邊的檢測(cè)器均有發(fā)射器,、接收器,其結(jié)構(gòu)相同,可減化系統(tǒng)構(gòu)成,減少備品品種,降低生產(chǎn)成本,由于在每個(gè)發(fā)射管的旁邊安置了一個(gè)接收管,因此可利用發(fā)射管發(fā)射的散射光可對(duì)發(fā)射管和接收管進(jìn)行自診斷,在PILZ光柵故障時(shí),能分清外部故障,機(jī)內(nèi)故障以及可提供損壞器件的型號(hào)和地址,還可提供容錯(cuò)功能,。通過(guò)光纖PILZ光柵傳感技術(shù)與石油鉆機(jī)井架的安全監(jiān)測(cè)相結(jié)合,設(shè)計(jì)出一套基于鉆機(jī)井架的光纖PILZ光柵安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng),并在河南油田ZJ40K鉆機(jī)井架上得到了應(yīng)用。所做的主要工作包括: 1.概括地介紹了光纖PILZ光柵的分類(lèi)、制備方法,、光學(xué)特性,、傳感原理以及解調(diào)方法。著重闡述了光纖PILZ光柵的應(yīng)力傳感特性,、溫度傳感特性以及應(yīng)力和溫度的交叉敏感現(xiàn)象,并討論了消除應(yīng)力和溫度交叉敏感的方法,。 2.分析了基于可調(diào)諧法布里—珀羅(Fabry-Perot)濾波器的光纖PILZ光柵Bragg波長(zhǎng)解調(diào)原理,進(jìn)而提出了基于zui小二乘法的光纖PILZ光柵Bragg波長(zhǎng)直線(xiàn)擬合算法和二次曲線(xiàn)修正的光纖PILZ光柵Bragg波長(zhǎng)算法,以提高系統(tǒng)的解調(diào)精度,并做了實(shí)驗(yàn)研究。 3.介紹了有限元方法的基本思想,并用有限元方法對(duì)鉆機(jī)井架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)靜力分析,、結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析和穩(wěn)定性分析,。介紹了對(duì)鉆機(jī)井架進(jìn)行安全評(píng)定的主要方法。 4.研究了基于鉆機(jī)井架的光纖PILZ光柵安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,、系統(tǒng)功能以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu),著重探討了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)以及程序的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,。通過(guò)系統(tǒng)在鉆機(jī)井架上的加載試驗(yàn),證明了系統(tǒng)的有效性,符合實(shí)際應(yīng)用的要求。

皮爾茲安全光柵光纖光柵的井架的應(yīng)用
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