基于虚拟仪器的石油管复合挤毁试验系统

发布时间：2017-10-13 19:28

  本文关键词：基于虚拟仪器的石油管复合挤毁试验系统

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【摘要】：石油套管的外压抗挤毁强度是其最重要的性能指标之一,尤其是随着我国石油工业的发展,深井、超深井、高压气井、高温高压井等苛刻工况条件的油气井越来越多,对套管的抗挤毁性能要求也越来越高,因套管的抗挤毁强度不足导致的油气井失效事故也越来越多。不论作为油管的厂家,还是对套管进行认定的权威机构,设计一套达到行业标准认可的复合挤毁试验机,对产品的这项性能指标进行鉴定迫在眉睫,而对该试验机的要求则是能够对油管和套管施加拉伸、压缩、内压、外压、弯曲、加热等多种载荷,模拟油田现场工况。区别于传统的工业控制与测试,此次改造不仅仅是实现复合挤毁试验机的基本功能,而是为了使原有的试验机达到更高的试验能力,为此必须依赖高速高精度的同步控制与采集。该技改项目保留原有设备的框架、工装、夹具等机械附件,除了对设备液压系统、高压水加压系统改造以外,其核心是需要设计研制对应的控制与数据采集系统。该系统必须具有可扩展性,可以根据实际工控的需要增加相应功能,对试验数据的重视要求该系统必须具有高速高精度采集,软硬件的兼容性则是影响实际操作的关键。因此本文提出基于虚拟仪器平台搭建试验机控制与数据采集系统,研究系统硬件配置与软件架构以满足多物理量闭环控制和数据实时采集需求。其中利用LabVIEW软件实现了所有的控制算法、数据采集与人机交互界面；无缝连接PXI-e硬件平台,其模块化仪器块实现了对热电偶,动态应变,电压等信号的高精度调理与采集,同时利用该平台的实时性实现了多通道同步控制与采集,使得获得的试验数据更加的准确无误。整个系统通过该平台完成,包括工作人员登录到测试,以及数据记录与回放等各个功能及界面,搭建起整个具有高精度,高实时性的试验系统。最终经过对各个系统的技术鉴定,以及通过数据采集系统获得的试验数据,表明此次改造项目成功实现ISO 13679的油管、套管螺纹接头四级评价试验能力。
【关键词】：复合挤毁试验机 油井管 控制系统 数据采集 测试与控制
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE931.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及意义9-12
• 1.1.1 课题背景9-10
• 1.1.2 课题意义及实际应用价值10
• 1.1.3 课题来源10-12
• 1.2 国内外相关技术研究12-13
• 1.3 论文主要研究内容和章节安排13-15
• 第2章 控制与数据采集系统设计要求15-20
• 2.1 ISO 13679标准15-18
• 2.1.1 液压系统技术参数要求17-18
• 2.1.2 高压水加压系统技术参数要求18
• 2.2 控制与数据采集功能18-19
• 2.2.1 硬件设计要求18
• 2.2.2 软件设计要求18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第3章 控制与数据采集系统硬件配置20-34
• 3.1 虚拟仪器硬件平台22-24
• 3.1.1 总线概述22
• 3.1.2 硬件组成22-24
• 3.2 机箱24-25
• 3.3 控制器25-28
• 3.4 数据采集模块28-33
• 3.4.1 应变采集模块结构及技术规范28-29
• 3.4.2 温度采集模块结构及技术规范29-31
• 3.4.3 模拟IO模块结构及技术规范31-32
• 3.4.4 数字IO模块结构及技术规范32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 控制与数据采集系统软件架构34-50
• 4.1 虚拟仪器软件平台34-35
• 4.2 LabVIEW图形化编程软件35-37
• 4.2.1 LabVIEW概述35-36
• 4.2.2 LabVIEW运行机制36-37
• 4.3 系统设计思路37-49
• 4.3.1 安装环境37-39
• 4.3.2 系统登录与用户管理39
• 4.3.3 试验配置39-41
• 4.3.4 软件主界面41-44
• 4.3.5 数据采集与监控44-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 控制与数据采集系统现场实施50-62
• 5.1 测试要求及验收结果50-54
• 5.1.1 液压系统验收50-51
• 5.1.2 高压水加压系统验收51-52
• 5.1.3 控制与数据采集系统验收52-54
• 5.2 验收试验54-61
• 5.2.1 轴向拉伸载荷测试54-55
• 5.2.2 轴向压缩载荷测试55-56
• 5.2.3 径向位移(侧向弯曲载荷)测试56-57
• 5.2.4 高压水加压测试57
• 5.2.5 复合载荷测试57-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第6章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62-63
• 6.2 展望63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1026688