数字散斑法用于钻机井架形变测量研究.pdf

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1、机械设计与制造第12期230MachineryDesign&Manufacture2015年l2月数字散斑法用于钻机井架形变测量研究张力，赵永生(兰州理工大学机电工程学院，甘肃兰州730050)摘要：石油钻机井架所处的环境恶劣，工况复杂，为此对其出现的各种损伤、缺陷和形变进行研究非常必要。传统的静态应变测试系统在井架应力测量时存在测量点有限，操作繁琐，温度适应性差等缺点。采用数字散斑相关方法，通过MATLA软件编程，实现了对模型井架受力后产生的形变测量。实验结果表明，采用数字散斑法得出的形变曲线具有更好的连续性、时效性，同时由于测量系统结构简单

2、，运算速度快，结果精度高。这对于井架实际工况下受力分析及井架的结构设计有很大帮助。关键词：钻机井架；数字散斑法；形变系数；拟合分析中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)12—0230—04TheResearchandAnalysisonDeformationofDigitalSpeckleRigDerrickZHANGLi，ZHAOYong-sheng(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，GansuL

3、anzhou730050，China)Abstract：Oilr／gderricksurroundstheharshoperatingenvironmentandthecomplexworkingconditions，itisverynecessarytoresearchvariouskindsofdamage，defectsanddeformationofoilrderrick．Toovercomethelimitofmeasurementpoints，complicatedoperationandpoorintemperatureadapt

4、abilityintraditionalstressmeasurementofoilderrick，speciallythedistalspecklecorrelationmethod(DSCM)andMATLAB／semployed，thusthedeformationmeasurementofmodelderrickhasbeenachievedTheoret~alanalysisandexperimentalresultsshowthat，comparedwiththetraditionalstressmeasurementresult，

5、thedeformationcurveby，theDSCMhasadvantagesofcontinuityandtimeliness，atthesalnetime，themeasuringsystemstructurebecomesimple，theoperationspeedismoref~terandthecalculationresultshave劬accuracy．Theresultsprovidegreathe／pforundertheactualworkingconditionsdeformationmeasurementandc

6、arryingcapacityofoilderrick．KeyWords：RigDerrick；DigitalSpeckleMethod；DeformationCoeficient；TheFittingAnalysis由于电阻应变片是由=(0．02～0．05)mm的康铜丝或镍铬丝lI商绕成栅状制成的，因此对于温度有一定的要求，环境温度低于O~C石油钻机井架是石油工业生产设备中的重要组成部分，是时难以使用。一大型复杂的金属刚架结构，也属于一种大型承载结构Ⅲ。其杆件电阻应变片在粘贴时对构件表面质量要求较高，因此粘贴多、受力复杂，且由于使用工况不仅复

7、杂而且恶劣，因此井架的应力和形变是在实际工况下必须重点关注的2个参数，但是作为空劳动强度很大。采用通电后电阻片阻值变化测量，存在防爆隐患，不符合海间大型桁架架构，应力为空间力学参数，形变为空间几何参数，这就增加了井架在受力和形变测量时的复杂性。洋石油井架和陆地钻开油气层井架的测量安全要求。目前根据行业标准SY／T6236---2008的标准规定采用电阻相比较于静态应变测量系统在井架应变测量时所体现出的应变测量法，而该方法在测量时存在以下几点缺点：测量缺点，数字散斑法在实际的应用在体现出了很好的测量效测量的点数有限，不能连续、全面的反映出井架的受

8、力情果。1995年文献使用数字散斑法对陶瓷构件的损伤进行了测量况。研究，1996年文献日利用该方法对弹塑性问题和高温测量问题进来稿日期：2015—05