井架應(yīng)變無(wú)線(xiàn)檢測(cè)開(kāi)題報(bào)告

1、<p>　　井架應(yīng)變無(wú)線(xiàn)檢測(cè)開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　一 題目來(lái)源

2、 </p><p><b>　　題目來(lái)源于科研項(xiàng)目</b></p><p>　　二 研究的目的和意義</p><p>　　2.1 研究的目的</p><p>　　石油井架是油氣田開(kāi)發(fā)中的重要機(jī)械，負(fù)責(zé)起升和下放鉆柱、安放和懸掛天車(chē)、

3、游車(chē)、大鉤等提升設(shè)備和工具，其直接影響到整套鉆機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)油田安全生產(chǎn)起著重要的作用。造成井架失效的主要原因是井架超期服役，頻繁地整拖或拆遷，使井架結(jié)構(gòu)變形，局部彎曲，聯(lián)接件產(chǎn)生缺陷等因素造成井架整體性能，承載能力下降，也就是說(shuō).井架由于存在構(gòu)件(局部)缺陷，即構(gòu)件彎曲，聯(lián)接偏心，表面腐蝕，螺栓孔或銷(xiāo)孔擴(kuò)大;同時(shí)井架也存在結(jié)構(gòu)(整體)缺陷，即井架整體彎曲，兩者相互影響。在并架使用過(guò)程中，構(gòu)件缺陷可促使結(jié)構(gòu)缺陷增大，而結(jié)構(gòu)缺陷反過(guò)

4、來(lái)又影響構(gòu)件缺陷.在井架承受一定載荷時(shí)，井架的彎矩和變形便逐漸增大，一旦超過(guò)結(jié)構(gòu)的承載能力就會(huì)發(fā)生破壞性事故。因此必須定期對(duì)井架的結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，以提高井架安全性，避免重大事故的發(fā)生。</p><p>　　2.2 研究的意義</p><p>　　現(xiàn)有的井架結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)是采用導(dǎo)線(xiàn)的有線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)，在井場(chǎng)測(cè)試時(shí)需要耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間來(lái)完成測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)輸、布置和連接工作，存在

5、安裝繁瑣、工作量大、測(cè)量精度受導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度和布線(xiàn)影響大、測(cè)試周期長(zhǎng)、不能實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)與測(cè)試同步作業(yè)等問(wèn)題。</p><p>　　鑒于有線(xiàn)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)在石油井架結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)中存在的問(wèn)題，所以提出了一種基于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的石油井架應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)。這種無(wú)線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)不需要測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)，免除了繁重的電纜運(yùn)輸與連接下作，這不僅縮短了測(cè)試周期，降低了開(kāi)發(fā)成木，省了大量的人力物力還提高了系統(tǒng)的測(cè)試精度和可靠性增強(qiáng)了系統(tǒng)的適應(yīng)性和靈話(huà)性使系統(tǒng)的安裝、

6、使用更加方便快捷.[1~6]。</p><p>　　三 閱讀 的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱(chēng)</p><p>　　[1]羅賓，杜堅(jiān)，張國(guó)勝.石油井架無(wú)線(xiàn)應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 電腦知識(shí)與技術(shù)，2010,6（19）：5352-5354</p><p>　　[2]蘇開(kāi)華，周廣陳.組建鉆井井場(chǎng)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)問(wèn)題分析[J].石油機(jī)械，2006,34（4）：59-62&

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18、;　　四 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向</p><p>　　4.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展</p><p>　　4.1.1 傳感器產(chǎn)品現(xiàn)狀</p><p>　　工業(yè)設(shè)備在制造過(guò)程中及整機(jī)性能測(cè)試中會(huì)遇到各種機(jī)械量和幾何量，有些工業(yè)設(shè)備在運(yùn)行中還要經(jīng)常對(duì)一些機(jī)械量、電量進(jìn)行檢測(cè)或監(jiān)視。這些機(jī)械量有位移、速度、加速度、力、力矩、功率、壓力、流量、溫度、硬度、密度

19、、溫度、比重和粘度等，幾何量有長(zhǎng)度、角度、形狀、位置、表面粗糙度、表面波形等，這些均屬于物理量。實(shí)際在人們生產(chǎn)、生活和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中還會(huì)遇到化學(xué)量、生物量(包括醫(yī)學(xué))，而所有這一切，從信號(hào)的角度來(lái)看，都需要通過(guò)傳感器，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(近代還可以轉(zhuǎn)換成光信號(hào))，而后再進(jìn)行信號(hào)的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、控制……，從而傳感器運(yùn)用的越來(lái)越廣范。</p><p>　　傳感器用于各行各業(yè)，加之這些年來(lái)，家用電器、汽車(chē)、信息產(chǎn)業(yè)

20、三方面的飛速發(fā)展，對(duì)傳感器需求大增，所以傳感器制造業(yè)發(fā)展很快，形成獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，這就拉動(dòng)了工業(yè)設(shè)備，特別是半導(dǎo)體、設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展，所以中國(guó)有必要特別關(guān)注傳感器產(chǎn)業(yè)。 </p><p>　　近年來(lái)，傳感器正處于傳統(tǒng)型向新型傳感器轉(zhuǎn)型的發(fā)展階段。新型傳感器的特點(diǎn)是微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化，它不僅促進(jìn)了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，而且可導(dǎo)致建立新型工業(yè)和軍事變革，是21世紀(jì)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。我國(guó)在傳感器生產(chǎn)產(chǎn)

21、業(yè)化過(guò)程中，應(yīng)該在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)和自主創(chuàng)新兩方面都不放松。在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)中，可以提高自己的技術(shù)，同時(shí)也滿(mǎn)足了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，形成了傳感器生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。 </p><p>　　4.1.2 井架應(yīng)變傳感器現(xiàn)狀</p><p>　　現(xiàn)有的井架結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)是采用導(dǎo)線(xiàn)的有線(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)。在井場(chǎng)測(cè)試時(shí)需要耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間來(lái)完成測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)的運(yùn)輸、布置和連接工作，存在安裝繁瑣、工作量大、測(cè)

22、量精度受導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度和布線(xiàn)影響大、測(cè)試周期長(zhǎng)、不能實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)與測(cè)試同步作業(yè)等問(wèn)題。所以正向著無(wú)線(xiàn)傳感的微型化方向發(fā)展，研究。這樣檢測(cè)更便利，快速，成本更低。</p><p><b>　　4.2 發(fā)展趨勢(shì)</b></p><p>　　4.1.1 傳感器的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　傳感器正朝著高精度，多功能，總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，高可靠性及安全性，開(kāi)發(fā)虛擬

23、傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器等高科技方向發(fā)展。</p><p>　　4.1.2 井架應(yīng)變傳感器的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　井架應(yīng)變傳感器正朝著無(wú)線(xiàn)傳感，集成化，高精度發(fā)展</p><p>　　4.3 研究的主攻方向</p><p>　　主攻方向是向無(wú)線(xiàn)傳感發(fā)展； 微型化發(fā)展；用新的物理現(xiàn)象，化學(xué)反應(yīng)，生物效應(yīng)等作為傳感器原理；使用新型材料；向功

24、耗和無(wú)源化發(fā)展；采用新的加工工藝（如化學(xué)微腐技術(shù)，微機(jī)械加工技術(shù)）這些方面。</p><p>　　五 主要研究?jī)?nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題及解決思路</p><p>　　5.1 主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　5.1.1 應(yīng)變測(cè)量含發(fā)射部分</p><p>　　此部分研究應(yīng)變電橋，放大電路，慮波電路，發(fā)射信號(hào)的處理</p>

25、<p>　　5.1.2 應(yīng)變發(fā)射-接收部分</p><p>　　此處研究發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)的轉(zhuǎn)換</p><p>　　5.1.3 簡(jiǎn)單了解接收部分的數(shù)據(jù)處理方法</p><p>　　5.2 需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問(wèn)題</p><p>　　5.2.1 應(yīng)變電橋，放大電路，濾波電路的設(shè)計(jì)與集成</p><p&g

26、t;　　因?yàn)樵搨鞲衅鳛榱藴y(cè)量井架的應(yīng)變，所以需要井架桿件上，又為了方便攜帶，運(yùn)輸，有必要使量和發(fā)射信號(hào)部分的體積微小化，也就需要集成了</p><p>　　5.2.2 發(fā)射-接收裝置的選擇</p><p>　　因?yàn)闇y(cè)量范圍：0-5000μm ;頻率范圍：20000Hz;無(wú)線(xiàn)傳輸距離：2000m</p><p>　　所以需要選擇好的發(fā)射-接收裝置，避免量程不符合。&

27、lt;/p><p><b>　　5.3、解決思路</b></p><p>　　以下圖1是總體的結(jié)構(gòu)，在井架的桿體上安裝圖2所示的采集和處理，發(fā)射裝置，再由井架附近的接收裝置接收此信號(hào)。</p><p>　　圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖2 無(wú)線(xiàn)應(yīng)變采集節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　

28、　圖3 數(shù)據(jù)接收中心的工作原理</p><p>　　圖2具體描述了采集點(diǎn)的示意圖，一些初步的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。有應(yīng)變電橋采集井架的應(yīng)變，把應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電壓的變化，在通過(guò)放大電路，濾波電路，AD轉(zhuǎn)換電路完成對(duì)信號(hào)的處理，再由發(fā)射器發(fā)射信號(hào)，由遠(yuǎn)處的接收中心的收發(fā)器接收信號(hào)，再傳到計(jì)算機(jī)。</p><p>　　六 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須具備的工作條件及解決辦法</p><p>　

29、　6.1 必須具備的條件</p><p>　　1：要對(duì)現(xiàn)有的和畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料有一定了解</p><p>　　2：進(jìn)行設(shè)計(jì)要有專(zhuān)業(yè)的指導(dǎo)書(shū)籍</p><p><b>　　6.2 解決辦法</b></p><p>　　1：在學(xué)校機(jī)房下載的各種和畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的中文和英文文獻(xiàn)，</p><p>　　

30、2: 課本書(shū)籍和在圖書(shū)館借閱的圖書(shū)。</p><p>　　七 工作的主要階段、進(jìn)度與時(shí)間安排</p><p>　　第6周：到學(xué)校機(jī)房下載和畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的中文和英文文獻(xiàn)，翻譯外文。</p><p>　　第7周：寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，答辯。到圖書(shū)館借相關(guān)書(shū)籍</p><p>　　第8周: 總體方案設(shè)計(jì)，關(guān)鍵器件選擇</p><p>

31、　　第9周：應(yīng)變電橋，放大電路的設(shè)計(jì)，</p><p>　　第10周：濾波電路設(shè)計(jì)，應(yīng)變電橋，放大電路，濾波電路的集成設(shè)計(jì)</p><p>　　第11周：發(fā)射前的A/D轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)</p><p>　　第12周：發(fā)射-接收裝置的選擇</p><p>　　第13周：數(shù)據(jù)處理方法的簡(jiǎn)單分析</p><p>　　第14周: 畫(huà)硬