李辰旭
摘 要：钻采设备作为开展石油生产活动的重要结构，受到钻采深度、地质结构强度、人工操作水平等因素影响，有时会出现磨损、变形等情况，借助自动检测系统对其进行动态管理，对于加快故障检修速度，降低企业经济损失有着积极地作用。因此，本文针对其检测系统的主要构成进行分析，包括传感器检测模块、数据采集模块、数据处理模块、数据存储模块等，通过研究系统的科学部署、基础数据的获取、数据的基本处理、计算结果分析等系统应用步骤，目的在于提高系统运行的稳定性，降低运行故障的发生几率。
关键词：石油钻采装备 自动检测系统 传感器检测模块
中图分类号：TP274;TE92 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）02（c）-0038-02
1 磨损变形自动检测系统的构成解析
1.1 传感器检测模块
在磨损变形自动检测系统当中，传感器检测模块属于辅助信息采集的重要结构。在具体应用过程中，传感器检测模块的主要执行载体为CDD相机和DLP数字投影仪[1]。在具体的工作过程中，检测传感模块布置在与钻采装备轴向平行的平行线上，部署完成后工控机发送正弦光栅条纹信号给检测传感模块，该光栅条纹信号由检测传感模块上的DLP数字投影仪投影到钻 采装备外表面上，检测传感模块上的 CCD 相机采集钻采装备上的光栅条纹信息，检测传感模块将 CCD 采集到的光栅条纹信息发送到工控机，最终由工控机解析光栅条纹信息，工控机通过对采集的光栅条纹的相位调解，得到钻采装备的高度信 息，从而还原钻采装备的表面形貌，并将还原的表面形貌与标 准管杆件的表面形貌进行比较，得到钻采装备的磨损变形量[2]。
1.2 数据采集模块
数据采集模块在磨损、变形自动检测系统当中，属于重要的辅助系统，其主要由数据输入系统和数据输出系统两部分结构组成。数据输入系统主要负责采集相关的应用信息，考虑到石油开采装备的运行深度较大。因此在实际运行过程中，会借助无线电磁信号来完成数据采集，在接收到数据信息后，会对数据信息进行预处理，处理内容包括准确度校验、完整度校验、数据代表位置等内容[3]。在完成数据信息的基础处理之后，便会将数据信息进行打包，借助数据传输系统来完成数据传输，将其传输到主数据处理系统，进行数据信心的进一步处理。
1.3 数据处理模块
在信息化技术快速发展的背景下，数据信息的处理速度也在不断加快，与此同时，数据信息处理的时效性也在提高。在数据处理模块工作的过程中，主要可以将其分为基础数据处理与深度数据处理两方面内容。在基础数据处理过程中，会展开装备形变量、数据平差、数据标准差等内容的计算，为了提升数据计算结果的直观性，在实际计算过程中，还会进行标准化数据的计算，从而提升对比结果的准确性[4]。在数据深入挖掘的过程中，其主要目的是进行基础数据信息的深入了解，找到部分数据之间的关联性，此类数据可以作为系统参数调整时的参考依据，从而提高数据信息的实用价值。
1.4 数据存储模块
为了提高检测系统的工作效率，需要做好磨损、变形自动检测系统的不定期更新操作，而新参数的设计与以往检测数据存在着直接联系。数据存储模块便是负责数据信息整理后存储的主要模块结构，目前，在很多石油开采企业运行过程中，云存储技术属于非常重要的应用技术，而且云存储技术的应用，还可以提高数据信息获取的灵活性，技术人员只需要结合实际应用情况，调取相应的存储数据，加快数据分析工作开展速度。
2 磨损、变形自动检测系统的具体应用步骤
2.1 系统的科学部署
在磨损、变形自动检测系统实际运行过程中，为了提高数据采集结果的完整性，会结合区域的实际情况，科学布置相应的检测点。 以10个检测点（即 10 套检测传感模块）为例，在具体应用过程中，首先，根据DLP数字投影仪的投影比，在平行于钻采装备轴向方向，间 距布置10个检测点，10个检测点与钻采装备的垂直距离依据DLP数字投影仪的投影比设置，使10个检测点的检测范围需要覆盖整根钻采装备（油管）。其次，以投影比为1.5～1.8：1的DLP数字投影仪为例，钻采装备 的长度为10m，欲使10套检测单元完全覆盖整根钻采装备，且相邻检测单元检测范围存在一定的重叠部分，令各检测单元在油管的检测范围宽度为1.25m，则将DLP数字投影仪放置于垂直于钻采装备2.2m处。最后，在完成投影操作的同时，对设备数据信息借助电磁信号的方式进行传输，使其可以到达数据采集模块，进行下一步的处理。
2.2 基础数据的获取
在基础数据采集的过程中，其首要任务便是确保整体应用数据采集的完整性。对此，在传感器工作的过程中，可以将管杆沿着开采装备的中心轴线进行顺时针旋转，单次旋转角度为60°，每一次旋转都会获取到一张该部位的表面形貌图，共旋转5次，可以获取到6张图片，将图片进行环状拼接，从而获取到装备表面完整地装备信息。借助相应的数据分析技术，如相位解析法即可获取到准确地相貌数据点信息。对于每一组传感器模块的监测数据进行集合组建，记做A集合，A={A1，A2，A3，…An}，n=1，2，3...n。将完成整理的数据集合输送到数据处理模块，对其进行进一步处理。
2.3 数据的基本处理
2.3.1 差值计算
在数据基本处理的过程中，差值计算结果将确定装备的具体磨损或变形情况，为了提升计算结果的准确性，会增加一组对照数据，将计算所得数据与该数据进行差值计算，获取到结果t，t={t1，t2，t3，…tn}，n=1，2，3...n。将数据信息进行汇总，为下一阶段的数据深度分析提供数据参考。
2.3.2 标准差值计算
差值计算得到的数据可以反馈出目前装备的具体形变情况，而标准差值的计算则是反馈形变量趋势的数据。在具体的计算过程中，会借助相应的标准差计算公式进行计算。并且在计算过程中，需要提前做好数据准确性的校验工作，从而提高数据信息的应用价值。
2.4 计算结果分析
根据最终计算所得数据信息，可以快速确定目前管道的形变量或磨损情况。对于磨损严重的部位进行标注，必要时可以通过更换结构的方式来确保运行过程的稳定性。对于发生形变的结构，可以对其进行形态恢复，借助热胀冷缩的原理使结构能够恢复到初始状态，从而提升整个应用过程的可靠性，降低运行故障的发生几率。
3 结语
综上所述，在资源日益短缺的背景下，如何确保资源的高效率利用，已经成为社会关注的重点话题。在实际应用过程中，开采设备作为主要的生产活动运行载体，其工作质量也将直接影响到石油的开采效率。通过加强设备磨损、变形的自动检测工作水平，对于提高系统运行可靠性有着积极地意义。
参考文献
[1] 王红军，阎毓杰，杨云涛.石油钻采装备磨损、变形自动检测系统[J].信息通信，2019（10）：267-269.
[2] 王菁，郭小玉，咸伯誠.集合图像识别及3D技术的轨道车辆底部装备自动检测系统[J].新型工业化，2018，7（3）：83-87.
[3] 姚世峰，李献锋.某型装备随动系统自动检测中典型控制信号的实现[J].国外电子测量技术，2018，30（4）：31-34.
[4] 许建国，张志利，姚玉山.某型装备新型自动检测系统[J].兵工自动化，2018，28（4）：15-17.
