專利名稱：基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種石油井架應力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，尤其是一種針對海洋鉆井平臺井架 和井架桿件應力測量與數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)。
背景技術：
石油井架主要負責起升和下放鉆柱、安放天車、懸掛游車、大鉤以及油管等裝備， 井架是鉆井和修井作業(yè)過程中的重要組成部分，其安全穩(wěn)定運行直接關系到石油鉆機系統(tǒng) 的安全生產(chǎn)和職工人身安全。石油井架的設計與建造應符合API Spec4F規(guī)范的要求，但井 架形體大、承載重、工作環(huán)境惡劣以及運輸、拆裝過程中諸多因素的影響，井架各桿件、桿件 間連接和整體都會出現(xiàn)不同程度的變形、損傷、銹蝕等缺陷，導致長期在役石油井架承載能 力低于原設計載荷。海洋氣候條件更為惡劣，海洋石油鉆井井架受工作載荷、風載荷、波浪 載荷引發(fā)的井架桿件疲勞與腐蝕效應、材料老化、井架結構損傷缺陷、抗力衰退現(xiàn)象尤為顯 著。由于上述原因，導致在役井架安全載荷的未知，成為鉆井及修井作業(yè)安全生產(chǎn)中的重大 事故隱患。因而，準確評定長期在役石油井架的安全承載能力，及時準確地識別在役石油井 架的結構損傷，對于消除陸地和海洋石油鉆井作業(yè)安全隱患和科學地制定井架檢測周期意 義非常重大。國外對石油鉆井井架的安全評定主要是檢測井架桿件的變形、損傷、磨損和腐蝕 情況，診斷的結論多偏重于定性分析。石油井架空間鋼架或桁架結構復雜且缺陷特征又多 樣化，因此現(xiàn)場試驗是當前評定井架實際承載能力主要手段。目前，國內對鉆探用井架承載 性能評定主要依據(jù)標準SY/T 6326-1997《石油鉆機用井架承載能力檢測評定方法》，通常采 用選截面部位應力測點方法測量井架上有限個測量點的應力、位移及結構動態(tài)特征數(shù)據(jù)， 通過強度、剛度、可靠性和穩(wěn)定性等理論建立井架承載能力的評定方法。對石油井架計算強 度和靜態(tài)承載能力的檢測，我國石油行業(yè)標準推薦使用應變片電測法。但采用電阻應變片 法測量時容易受到放電干擾、工頻交流干擾、測試儀器和應變儀零漂等干擾的影響，當干擾 信號比被測信號還要強時，測試工作就會徹底失敗。為了避免由于電阻應變片接線或貼片 不當導致沒有信號輸出的情況出現(xiàn)，需在同一測點對稱分布2個電阻應變片。且每個電阻 應變片探頭各有2根電線，操作人員必須攀爬到十幾米到幾十米的井架上安裝傳感器，安 裝繁瑣且需要攜帶大量的外部連接導線，增加了操作人員高空作業(yè)的難度和危險系數(shù)。此 外，現(xiàn)有的海洋石油鉆井應力測試系統(tǒng)多采用文本文件格式或者手工方式記錄和存儲現(xiàn)場 應力數(shù)據(jù)，需要在Matlab、Maple和Mathematica等專業(yè)計算軟件分析與處理現(xiàn)場應力數(shù) 據(jù)。由于石油鉆井應力測試數(shù)據(jù)文件存儲格式、數(shù)值計算軟件和檢測報告的數(shù)據(jù)處理方法 的不同，不能及時和直觀地對比同一井架不同時間的檢測數(shù)據(jù)的差異，目前還沒有一套完 整的符合國標且適用現(xiàn)場操作的石油井架承載能力安全檢測評估技術和計算軟件系統(tǒng)。因 此，需盡快尋找適用于石油井架應力測量和數(shù)據(jù)處理方法，尤其適合于海洋嚴酷環(huán)境的石 油鉆井井架靜態(tài)載荷測試系統(tǒng)，以確保對井架承載能力進行有效和可靠的評估。

發(fā)明內容
本發(fā)明是要提供一種基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用 于克服現(xiàn)有技術中應力應變測量傳感器、信號傳輸方式、數(shù)據(jù)存儲與處理等方面的不足，該 系統(tǒng)結構簡單、安裝維護方便、使用壽命長、測量精度高、穩(wěn)定性好，并能快速而準確地評定 陸地和海洋石油井架承載能力，為石油井架安全可靠運行的研究與評定提供大量翔實準確 的應力應變測量數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案一種基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的 石油井架應力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括基于分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力應變現(xiàn) 場數(shù)據(jù)測試子系統(tǒng)；基于串口通訊技術的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸與存儲子系統(tǒng)； 基于OLE技術和Matlab計算程序的石油井可靠性評定子系統(tǒng)，其特點是所述的三個子系 統(tǒng)由工業(yè)控制計算機通過ADAM通訊模塊與光纖光柵解調儀RS232接口連接；其中，ADAM通 訊模塊通過Modbus通訊協(xié)議和地址區(qū)分技術讀取光纖光柵分析儀中各個通道的數(shù)據(jù)，實 現(xiàn)對石油鉆井井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，并經(jīng)工業(yè)控制計算機對現(xiàn)場應力應變數(shù)據(jù)算 術平均濾波后寫入到Access后臺數(shù)據(jù)庫中，且將Access數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以矩陣的格式寫 入Matlab井架靜力荷載計算模塊中，根據(jù)測試點應力值計算出石油鉆井井架承載能力并 繪制桿件和井架載荷分布圖并顯示在VB用戶應用程序主界面上。所述的基于分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試子系 統(tǒng)由隔離器、耦合器、光纖光柵應變傳感器、光纖光柵溫度傳感器、傳輸光纜、光纖光柵解調 儀組成，其中，封裝的光纖光柵傳感器用螺栓固定在井架上，多個光纖光柵應變傳感器和一 支光纖光柵溫度傳感器通過直接熔接串聯(lián)為一個通道并引出一條光纜至光纖光柵解調儀， 每組光纖光柵應變傳感器串聯(lián)監(jiān)測，回路連接，光纖光柵解調儀提供系統(tǒng)時鐘給每個通道 的光纖光柵應變傳感器，光纖光柵應變傳感器同時采集數(shù)據(jù)，光纖光柵分析儀將采集到的 光信號轉變?yōu)殡娦盘柊l(fā)送給工業(yè)控制計算機。所述的基于串口通訊技術的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸與存儲子系統(tǒng)由硬 件和軟件系統(tǒng)組成，其中，硬件系統(tǒng)包括24V直流電源、基于RS-485接口的ADAM串口通訊 模塊、光纖光柵應變傳感器、工業(yè)控制計算機；24V直流電源為ADAM串口通訊模塊提供電源 電壓，軟件系統(tǒng)由Visual Basic 6. 0和MicrosoftAccess數(shù)據(jù)庫組成，用戶應用程序調用 MSComm控件、AD0數(shù)據(jù)訪問對象的屬性和方法，利用MSCo_控件的Co_Port、PortOpen、 RThreshhold屬性和OnComm事件，通過定時器輪循法以二進制模式發(fā)送指令與接收現(xiàn)場應 力應變數(shù)據(jù)，所得數(shù)據(jù)經(jīng)過算術平均濾波后分成兩路，一路數(shù)據(jù)實時顯示在Text文本框控 件和PictureBox控件的實時曲線中，采用OLE技術來獲得Microsoft Access的控制句柄， 進而改變AD0對象分層對象集合成員Recordset的屬性、另外一路數(shù)據(jù)寫入到已經(jīng)建立好 的Access后臺數(shù)據(jù)庫中，完成石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)控與存儲。所述的基于OLE技術和Matlab計算程序的石油井可靠性評定子系統(tǒng)中，石油井架 靜態(tài)承載能力實驗結束后，用戶應用程序調用Access數(shù)據(jù)庫存儲的石油井架應力應變現(xiàn) 場數(shù)據(jù)，由Matlab計算模塊計算和評定石油鉆井井架承載能力并繪制桿件和井架載荷分 布圖，由Matlab繪圖模塊輸出在不同試驗載荷時井架各個測點的應力值變化曲線，計算后 的數(shù)值結果和曲線由VB用戶應用程序調用Recordset的屬性、方法寫入到該井架歷史檔案 數(shù)據(jù)中。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明從根本上改變了石油鉆井架應力應變測量方法與原 理，以及試驗數(shù)據(jù)采集、存儲與分析的方式，數(shù)據(jù)記錄與處理工作均由工業(yè)控制計算機上的 用戶應用程序完成，大大減少了試驗過程和評估報告中的人為干預和人為失誤。本發(fā)明采 用同一根光纖傳輸寬帶光源與光纖光柵傳感器反射的窄帶光，有效地減少了現(xiàn)場布線的工 作強度且提高了信號傳輸效率和準確性。采用分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡可在石油鉆井 架上布置600個測點，改變了電阻應變片測量方法安裝復雜、測點較少和易受環(huán)境干擾的 影響，大量數(shù)據(jù)使評估工作更快速、方便、準確，也使井架承載能力檢測系統(tǒng)更加完善。在 用戶應用程序界面中實時顯示井架每個測量點的數(shù)據(jù)與實時曲線，數(shù)據(jù)全部存儲在Access 數(shù)據(jù)庫中，既減輕了現(xiàn)場實驗人員的負擔和試驗錄成本，查找和對比歷史數(shù)據(jù)又非常方便。 Matlab程序負責實驗數(shù)據(jù)的后臺計算與繪圖功能，VB用戶應用程序作為主程序負責數(shù)據(jù) 采集、存儲及調用Matlab程序模塊處理和分析實驗數(shù)據(jù)。本實用新型對傳感器、信號傳輸 方式、數(shù)據(jù)存儲與處理等方面的改進，形成了一套完整的且適用現(xiàn)場操作的石油井架承載 能力安全檢測評估技術和評估系統(tǒng)軟件。


圖1是基于分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油鉆井井架應力應變檢測原理圖；圖2是基于串口通訊技術的石油鉆井井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸方框圖；圖3是石油鉆井井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時顯示和存儲流程圖；圖4是基于數(shù)據(jù)庫技術和Matlab計算程序的石油井可靠性評定系統(tǒng)流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步的說明。本發(fā)明的基于分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括 基于分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試子系統(tǒng)；基于串口通訊 技術的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸與存儲子系統(tǒng)，基于OLE技術和Matlab計算程序的 石油井可靠性評定子系統(tǒng)，三個子系統(tǒng)由工業(yè)控制計算機通過ADAM通訊模塊與光纖光柵 解調儀RS232接口連接。如圖1所示，基于分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試 子系統(tǒng)由隔離器2、耦合器3、光纖光柵應變傳感器5、光纖光柵溫度傳感器6、傳輸光纜4、光 纖光柵解調儀1組成。采用的光纖光柵解調儀1內置了高穩(wěn)定寬帶光源和在線校準波長參 考模塊，出廠后無需校準，在0 40°C工作溫度范圍內可保證士 1pm的長期測量精度。利用 波分復用技術在一根單模傳輸光纖串聯(lián)多達1200個光纖光柵傳感器6組成傳感器網(wǎng)絡矩 陣，寬帶光源7經(jīng)過隔離器2后進入1 XN的光纖耦合器3，耦合器3的輸出端與N個光電 開關連接，從而實現(xiàn)傳感器5網(wǎng)絡矩陣布拉格光柵的尋址和解碼。寬帶光源7發(fā)出的光經(jīng) 隔離器2到達光纖光柵傳感器5陣列后，傳感光柵將對攜帶有被測物理量信息的光進行反 射，反射光經(jīng)過3dB耦合器3引入到可調諧F-P腔中，F(xiàn)-P濾波器8在信號發(fā)生器調諧控制 作用下調整腔間隔改變掃描帶寬和頻率，當傳感器光柵反射波長與其窄通帶剛好匹配時則 讓傳感器光柵反射光譜信號通過。此時可由F-P濾波器8驅動電壓和透射波長的關系測得 傳感器反射波長值，為提高辨率低可在掃描電壓上加一個抖動電壓，經(jīng)平行光探測器接收并轉換成電信號后與混頻器和低濾波器構成反饋閉環(huán)系統(tǒng)，在抖動頻率為零時測量值即為 光柵的反射波長值。本發(fā)明采用的光纖光柵解調儀1數(shù)據(jù)硬件通訊接口為RS232串口，支 持 Modbus RTU 禾口 Modbus TCP/IP 通訊協(xié)議。如圖2所示，基于串口通訊技術的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸與存儲子系 統(tǒng)，該系統(tǒng)分為石油鉆井井架靜態(tài)應力應變測試現(xiàn)場和串口數(shù)據(jù)采集兩部分，測試現(xiàn)場主 要由傳輸光纜4、多功能光纖光柵解調儀1和光纖光柵傳感器矩陣網(wǎng)絡10組成。串口數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)包括24V直流電源、ADAM串口通訊模塊、和工業(yè)控制計算機11，24V直流電源為 ADAM串口通訊模塊提供電源電壓，工業(yè)控制計算機11采用二線制RS485通訊接口模式與光 纖光柵解調儀1進行數(shù)據(jù)交換，為了降低電磁干擾和共模干擾的影響連接導線采用帶屏蔽 的雙絞線9且整個系統(tǒng)的接地處理一定要符合國家標準GBI79-85《工業(yè)企業(yè)通信接地設計 規(guī)范》的要求。采用Modbus通訊協(xié)議和地址區(qū)分技術讀取光纖光柵分析儀中各個通道的數(shù) 據(jù)，實現(xiàn)對石油鉆井井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集。由串口采集的石油井架應力應變數(shù)據(jù) 經(jīng)過算術平均濾波后分成兩路，一路數(shù)據(jù)在VB應用程序界面13上實時顯示數(shù)據(jù)和曲線，另 一路數(shù)據(jù)寫入到已經(jīng)建立好的Access后臺數(shù)據(jù)庫12中，從而完成石油井架應力應變現(xiàn)場 數(shù)據(jù)的傳輸、監(jiān)控與存儲。如圖3所示，為石油鉆井井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時顯示和存儲流程圖，石油鉆 井井架靜態(tài)載荷測試系統(tǒng)中每次的測試參數(shù)與實驗測量數(shù)據(jù)都保存在數(shù)據(jù)庫中，所以用戶 應用軟件的一個重要功能就是對數(shù)據(jù)庫的讀、寫和編輯等操作。為了便于后臺數(shù)據(jù)處理和 存儲，本發(fā)明的數(shù)據(jù)模型選擇了具有嚴格數(shù)學概念的關系模型。在Microsoft Access數(shù)據(jù) 庫中建立了 StrainDB數(shù)據(jù)庫用于存儲現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)和歷史試驗數(shù)據(jù)，它由一個自建的表 Devlnfo許多系統(tǒng)動態(tài)創(chuàng)建表組成。Devlnfo表主要是用來保存操作人員、日期、試驗載荷、 數(shù)據(jù)文件名和鉆井井架編號，每次的鉆井井架現(xiàn)場數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)動態(tài)創(chuàng)建的表中，數(shù)據(jù) 表名稱由用戶輸入且文件名不能重復，通過Devlnfo表中“數(shù)據(jù)文件名”字段將動態(tài)數(shù)據(jù)表 與Devlnfo表相關聯(lián)。由于在試驗過程中，用戶應用程序需要不斷地調用和編輯StrainDB 數(shù)據(jù)庫，為了提高運算速度和減少數(shù)據(jù)庫寫入錯誤，本發(fā)明將多次重復的數(shù)據(jù)庫SQL查詢 語句封裝為類模塊，將通過RS485串口采集到的試驗數(shù)據(jù)要存儲到數(shù)據(jù)庫中時更為方便和 簡潔。本發(fā)明的實時性是一個非常重要的指標，光纖光柵解調儀提供系統(tǒng)時鐘以確保各個 傳感器在同一時刻采集數(shù)據(jù)，工控機發(fā)出讀命令道接收到光纖光柵節(jié)點反饋的數(shù)據(jù)一般不 超過50ms，因此需要在用戶應用程序中設計好延時程序以免造成數(shù)據(jù)的丟失。如圖4所示，為基于OLE技術和Matlab計算程序的石油井可靠性評定系統(tǒng)流程 圖，當石油鉆井架靜態(tài)載荷試驗結束后，在用戶應用程序計算模塊中輸入存儲現(xiàn)場數(shù)據(jù)的 文件名，根據(jù)文件名在Access數(shù)據(jù)庫中查找到相關的數(shù)據(jù)以矩陣格式寫入Matlab井架靜 力荷載計算模塊中，實現(xiàn)Matlab與Access軟件之間的數(shù)據(jù)交換。在Matlab計算模塊中采 用非線性方法計算井架靜力荷載效應，根據(jù)布點情況計算出各層各立柱的平均應力值，算 出整個截面均值，利用截面均值與各立柱的均值算出彎曲應力，同時找出最大應力值，分別 計算出各層的計算強度及穩(wěn)定應力，找出其中最大的應力值，通過公式計算出承載能力，在 Matlab繪圖模塊中繪制桿件和井架載荷分布圖。同時將計算結果寫入到Access數(shù)據(jù)庫中， 以便和該井架歷史數(shù)據(jù)進行比較與分析，為石油井架的可靠性等研究和石油井架檢測工作 的管理提供方便快捷的數(shù)據(jù)資料。根據(jù)石油鉆井架靜載試驗的實測數(shù)據(jù)為主，輔以井架使
6用情況調查、井架外觀檢查結果，綜合評定井架當前狀況下的承載能力，由用戶應用軟件形 成Word版評估報告。 如上所述，本發(fā)明提供的基于分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力應變多 點測量與數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)，可以克服現(xiàn)有技術中易受到電磁干擾、應變儀零漂、電阻應變 片安裝繁瑣、連接導線過多、測量點少、不適于海洋作業(yè)等方面的不足，可以實現(xiàn)對陸地和 海洋石油鉆井井架多測點靜態(tài)應力應變試驗數(shù)據(jù)的自動測量、采集和記錄，根據(jù)井架現(xiàn)場 大量的實測數(shù)據(jù)與SY/T 6326-1997《石油鉆機用井架承載能力檢測評定方法》計算出井架 承載能力和繪制桿件和井架載荷分布圖。為保證井架作業(yè)的安全性、確定井架安全承載能 力以及對井架降級使用和報廢，提供了科學的技術依據(jù)，給用戶正確使用井架提供指導性 意見和技術服務。利用本實用新型提供的井架檢測數(shù)據(jù)庫可快速查詢、對比和分析井架不 同時期的檢測數(shù)據(jù)，隨時提供用戶有關的井架基礎信息，找出井架的薄弱環(huán)節(jié)，制定井架的 檢修方案，通過檢修提高晚期服役井架的承載能力。另外，本發(fā)明提供的石油井架應力應變 多點測量與數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)采用分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡，光纖光柵傳感器安裝方便 且多次使用，寬帶光源與光柵的反射信號在同一條傳輸光纜傳輸，大大減少了石油鉆井井 架現(xiàn)場實驗人員安裝的操作強度和危險性。
權利要求
一種基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括基于分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試子系統(tǒng)；基于串口通訊技術的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸與存儲子系統(tǒng)；基于OLE技術和Matlab計算程序的石油井可靠性評定子系統(tǒng)，其特征在于所述的三個子系統(tǒng)由工業(yè)控制計算機通過ADAM通訊模塊與光纖光柵解調儀RS232接口連接；其中，ADAM通訊模塊通過Modbus通訊協(xié)議和地址區(qū)分技術讀取光纖光柵分析儀中各個通道的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對石油鉆井井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)工業(yè)控制計算機對現(xiàn)場應力應變數(shù)據(jù)算術平均濾波后寫入到Access后臺數(shù)據(jù)庫中，且將Access數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)以矩陣的格式寫入Matlab井架靜力荷載計算模塊中，根據(jù)測試點應力值計算出石油鉆井井架承載能力并繪制桿件和井架載荷分布圖并顯示在VB用戶應用程序主界面上。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其 特征在于所述的基于分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試子系 統(tǒng)由隔離器(2)、耦合器(3)、光纖光柵應變傳感器(5)、光纖光柵溫度傳感器(6)、傳輸光纜 (4)、光纖光柵解調儀(1)組成，其中，封裝的光纖光柵傳感器(5)用螺栓固定在井架上，多 個光纖光柵應變傳感器(5)和一支光纖光柵溫度傳感器(6)通過直接熔接串聯(lián)為一個通道 并引出一條傳輸光纜(4)至光纖光柵解調儀(1)，每組光纖光柵應變傳感器(5)串聯(lián)監(jiān)測， 回路連接，光纖光柵解調儀(1)提供系統(tǒng)時鐘給每個通道的光纖光柵應變傳感器(5)，光纖 光柵應變傳感器(6)同時采集數(shù)據(jù)，光纖光柵分析儀(1)將采集到的光信號轉變?yōu)殡娦盘?發(fā)送給工業(yè)控制計算機(11)。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其 特征在于所述的基于串口通訊技術的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸與存儲子系統(tǒng)由硬 件和軟件系統(tǒng)組成，其中，硬件系統(tǒng)包括24V直流電源、基于RS-485接口的ADAM串口通訊 模塊、光纖光柵應變傳感器(5)、工業(yè)控制計算機(11) ；24V直流電源為ADAM串口通訊模塊 提供電源電壓，軟件系統(tǒng)由Visual Basic 6. 0和Microsoft Access數(shù)據(jù)庫組成.用戶應 用程序調用MSComm控件、ADO數(shù)據(jù)訪問對象的屬性和方法，利用MSComm控件的CommPort、 PortOpen, RThreshhold屬性和OnComm事件，通過定時器輪循法以二進制模式發(fā)送指令 與接收現(xiàn)場應力應變數(shù)據(jù)，所得數(shù)據(jù)經(jīng)過算術平均濾波后分成兩路，一路數(shù)據(jù)實時顯示在 Text文本框控件和PictureBox控件的實時曲線中，采用OLE技術來獲得Microsoft Access 的控制句柄，進而改變ADO對象分層對象集合成員Recordset的屬性、另外一路數(shù)據(jù)寫入到 已經(jīng)建立好的Access后臺數(shù)據(jù)庫中，完成石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)控與存儲。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其 特征在于所述的基于OLE技術和Matlab計算程序的石油井可靠性評定子系統(tǒng)中，石油井 架靜態(tài)承載能力實驗結束后，用戶應用程序調用Access數(shù)據(jù)庫存儲的石油井架應力應變 現(xiàn)場數(shù)據(jù)，由Matlab計算模塊計算和評定石油鉆井井架承載能力并繪制桿件和井架載荷 分布圖，由Matlab繪圖模塊輸出在不同試驗載荷時井架各個測點的應力值變化曲線，計算 后的數(shù)值結果和曲線由VB用戶應用程序調用Recordset的屬性、方法寫入到該井架歷史檔 案數(shù)據(jù)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括基于分布式光纖光柵傳感器網(wǎng)絡的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)測試子系統(tǒng)；基于串口通訊技術的石油井架應力應變現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸與存儲子系統(tǒng)；基于OLE技術和Matlab計算程序的石油井可靠性評定子系統(tǒng)，三個子系統(tǒng)由工業(yè)控制計算機通過ADAM通訊模塊與光纖光柵解調儀RS232接口連接；采用Modbus通訊協(xié)議和地址區(qū)分技術讀取光纖光柵分析儀中各個通道的數(shù)據(jù)，并經(jīng)工業(yè)控制計算機對現(xiàn)場應力應變數(shù)據(jù)算術平均濾波后寫入到Access后臺數(shù)據(jù)庫中。本發(fā)明能快速而準確地評定陸地和海洋石油井架承載能力，為石油井架安全可靠運行的研究與評定提供大量翔實準確的應力應變測量數(shù)據(jù)。
文檔編號G01B11/16GK101852659SQ201010183969
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權日2010年5月25日
發(fā)明者孔令超, 安子良, 肖立中 申請人:上海應用技術學院