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摘要：在进行石油钻井、采油等井场作业时需要采用相关的石油机械，井场环境恶劣，容易对石油设备造成影响，因此对石油机械设备的强度和抗压能力等要求较高。应变电测技术可以有效地对石油机械的应力情况加以分析，从而避免常规分析方法带来的误差。本文介绍了应变电测技术的工作原理和发展趋势，重点分析了应变电测技术在石油机械中的应用情况。
关键词：应变电测技术；石油机械；应用分析
应变电测技术在石油机械中的应用较为广泛，和常规的检测技术相比具有很大的优势。应变电测技术在测量过程中检测较为方便，受环境的干扰较小。但同时，应变电测技术也存在一定的局限性，这就要求设计人员需要解决应用上的问题，确保应变电测技术运行的稳定性以及扩大其应用范围。
1.应变电测技术原理及其发展
1.1应变电测技术原理
金属材料在受到压力时都会产生形变，这种形变往往用肉眼无法看出。这时可以将电阻应变片作为传感器元件，当金属材料受到形变时可以使电阻产生变化，将电阻的变化放大转化为电信号，这样就可以推算出材料应变力的情况。电阻应变计主要由盖层、引线、基底和敏感栅这几部分组成。应变电测技术的工作流程主要如下：
材料受到力的作用产生形变→电阻发生变化→转化为电压（或电流）电信号的变化→电信号放大—记录数据→数据处理→得到相应的应力变化。
应变电测技术和一般的检测技术相比，具有显著的优势。应变电测技术不会对测量点的应力状态有干扰，测量灵敏度和精度都比较高，而且可以很方便地控制测量尺寸与范围，在各个领域得到广泛的应用。应变电测技术对测量环境有较强的适应能力，不管是在零下两百度的低温还是两千度的高温下稳定性都很好。同时，应变电测技术是通过电阻信号转化为电信号来记录，这样方便数字记录与分析。
1.2应变电测技术的发展
应变电测技术在不断地总结和发展中产生了几种新型的测量产品。
1.2.1高性能的新型应变计
现在应变计的种类繁多，市场上出现了很多特殊类型的应变计，比如能够耐八百多度高温的应变测量计、防水的应变计、能够耐零下两三百度的应变计等等。这些特殊类型的应变计有了更好的稳定性，对高温、水等环境有较好的适应能力，而且有的应变计不再是只能测量材料表面某一个定点的情况，可以对表面的应力分布进行系统的分析与研究。
1.2.2现代化的数据采集系统
在对材料应力情况作分析时，需要采集测量点的应力数据才能进行统计和研究。现在有一种数据采集器可以同时测量温度、应变量、电压、电流等多个参数，可以与多种不同的传感器兼容，从而可以更方便地对数据进行采集和分析。这种数据采集仪还可以采集气象条件、湿度等多种参数，为数据研究和管理提供方便。
2.应变电测技术在石油机械中的应用
2.1井架承载能力评价
井架是石油钻机的核心部件之一，承受游动系统及钻柱的全部重量，本身载荷和承受的载荷就很大，再加上施工过程中，受特殊作业环境的影响，井架很容易被腐蚀、变形甚至会破裂，导致井架无法正常安全的工作。如果井架在长时间的施工过程中遭受腐蚀和变形，这会极大地影响井架的抗压强度，对施工的安全造成威胁。尤其对于海洋上的进行钻井作业时，如果发生意外，后果会更加严重。由于海洋井场与陆地相隔较远，交通阻隔，发生事故，井架很难及时运回陆地整修，严重影响钻井的效益和设备安全。
为了及时确定井架在施工过程中所能承受的最大应力和承载系数，需要定期对井架进行压力测试。这种测试需要从静态和动态两方面着手，静态测试可以为动态测试奠定基础。钻机井架的每一个杆件都会受到剪切力、弯扭作用力和拉力的综合作用，通过理论知识的推导以及相关计算可以得到井架的实际应力状态，从而可以知道最大正应力在杆件的哪一个点上。一般情况下，安全事故往往就是发生在这个节点上，所以需要对疑似危险节点进行测试，这样可以确保石油机械的使用安全。在杆件的延轴方向可以贴上应变传感元件，采用正应力测试技术可以对温度进行补偿。杆件轴向的力可能是压力也可能是拉力，还有可能受到弯矩的综合作用，所以合力的综合作用方向是不确定的，这就导致杆件断面的危险点无法确定。因此，为了确保杆件的安全，要在杆件每一个可能发生危险的测点贴上应力传感元件，这样才能找到危险点在什么位置以确保安全。
2.2抽油机结构强度测试
抽油机是目前油田使用最广的采油设备之一，他利用四连杆机构的曲柄摇杆原理，将原动机的旋转运动转化为上下摆动的直线运动，从而驱动直杆泵从油井中抽出原油。抽油机的种类繁多，但使用最为广泛的是游梁式抽油机。游梁式抽油机主要是有游梁、原动机（电机或柴油机）、曲柄、减速箱、驴头、悬绳器、连杆、支架等几部分组成。当抽油机工作时，高速运转的动力机，通过皮带传动将动力传递给二级减速箱，带动曲柄摇杆结构发生摆动，最终将动力经过悬挂在驴头上的悬绳器传递到井下，实现抽油作业。
随着井深的增大，抽油机的冲程也在不断加大，导致了抽油机本身的外形和重量不断增大。在这种情况下、抽油机在使用过程出现局部裂痕、变形等问题几率增多，随着使用的年限的增大，抽油机就可能面临无法工作的危险。因此，需要定时对抽油机结构的受力强度进行分析，尤其要对疑似最大正应力点处进行检测，这样可以确保抽油机正常工作、确保设备寿命的重要手段。
3.结束语
在采油、钻井等方面应用较广的石油机械。为了确保施工的顺利进行，需要保障石油机械设备的强度性能达到使用要求。应变电测技术在石油机械方面的应用很广泛，能够定期掌握对测量材料表面的微小形变以及对杆件的应力分布情况，从而掌握设备的整体状况，为维修和保养提供重要的依据。应变电测技术在实际操作中也存在一定的局限性，如何扩大应变电测技术的应用范围和怎样对石油机械设备进行全面的安全测试是以后需要研究的方向。
参考文献：
[1]李晓峰.在石油机械当中对应变电测技术的应用[J].电源技术应用.2013（02）：20-24
[2]吴嘉伟.应变测试技术及在石油机械中的应用[J].科技致富向导.2013（33）：10-23
[3]韩冰.基于应变理论在采空区管道失效分析中的应用[J].中国石油大学学报：自然科学版.2012（04）：35-36
[4]张浩.金属磁记忆技术在石油井架检测中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2013（10）：8-10
关键词：应变电测技术；石油机械；应用分析
应变电测技术在石油机械中的应用较为广泛，和常规的检测技术相比具有很大的优势。应变电测技术在测量过程中检测较为方便，受环境的干扰较小。但同时，应变电测技术也存在一定的局限性，这就要求设计人员需要解决应用上的问题，确保应变电测技术运行的稳定性以及扩大其应用范围。
1.应变电测技术原理及其发展
1.1应变电测技术原理
金属材料在受到压力时都会产生形变，这种形变往往用肉眼无法看出。这时可以将电阻应变片作为传感器元件，当金属材料受到形变时可以使电阻产生变化，将电阻的变化放大转化为电信号，这样就可以推算出材料应变力的情况。电阻应变计主要由盖层、引线、基底和敏感栅这几部分组成。应变电测技术的工作流程主要如下：
材料受到力的作用产生形变→电阻发生变化→转化为电压（或电流）电信号的变化→电信号放大—记录数据→数据处理→得到相应的应力变化。
应变电测技术和一般的检测技术相比，具有显著的优势。应变电测技术不会对测量点的应力状态有干扰，测量灵敏度和精度都比较高，而且可以很方便地控制测量尺寸与范围，在各个领域得到广泛的应用。应变电测技术对测量环境有较强的适应能力，不管是在零下两百度的低温还是两千度的高温下稳定性都很好。同时，应变电测技术是通过电阻信号转化为电信号来记录，这样方便数字记录与分析。
1.2应变电测技术的发展
应变电测技术在不断地总结和发展中产生了几种新型的测量产品。
1.2.1高性能的新型应变计
现在应变计的种类繁多，市场上出现了很多特殊类型的应变计，比如能够耐八百多度高温的应变测量计、防水的应变计、能够耐零下两三百度的应变计等等。这些特殊类型的应变计有了更好的稳定性，对高温、水等环境有较好的适应能力，而且有的应变计不再是只能测量材料表面某一个定点的情况，可以对表面的应力分布进行系统的分析与研究。
1.2.2现代化的数据采集系统
在对材料应力情况作分析时，需要采集测量点的应力数据才能进行统计和研究。现在有一种数据采集器可以同时测量温度、应变量、电压、电流等多个参数，可以与多种不同的传感器兼容，从而可以更方便地对数据进行采集和分析。这种数据采集仪还可以采集气象条件、湿度等多种参数，为数据研究和管理提供方便。
2.应变电测技术在石油机械中的应用
2.1井架承载能力评价
井架是石油钻机的核心部件之一，承受游动系统及钻柱的全部重量，本身载荷和承受的载荷就很大，再加上施工过程中，受特殊作业环境的影响，井架很容易被腐蚀、变形甚至会破裂，导致井架无法正常安全的工作。如果井架在长时间的施工过程中遭受腐蚀和变形，这会极大地影响井架的抗压强度，对施工的安全造成威胁。尤其对于海洋上的进行钻井作业时，如果发生意外，后果会更加严重。由于海洋井场与陆地相隔较远，交通阻隔，发生事故，井架很难及时运回陆地整修，严重影响钻井的效益和设备安全。
为了及时确定井架在施工过程中所能承受的最大应力和承载系数，需要定期对井架进行压力测试。这种测试需要从静态和动态两方面着手，静态测试可以为动态测试奠定基础。钻机井架的每一个杆件都会受到剪切力、弯扭作用力和拉力的综合作用，通过理论知识的推导以及相关计算可以得到井架的实际应力状态，从而可以知道最大正应力在杆件的哪一个点上。一般情况下，安全事故往往就是发生在这个节点上，所以需要对疑似危险节点进行测试，这样可以确保石油机械的使用安全。在杆件的延轴方向可以贴上应变传感元件，采用正应力测试技术可以对温度进行补偿。杆件轴向的力可能是压力也可能是拉力，还有可能受到弯矩的综合作用，所以合力的综合作用方向是不确定的，这就导致杆件断面的危险点无法确定。因此，为了确保杆件的安全，要在杆件每一个可能发生危险的测点贴上应力传感元件，这样才能找到危险点在什么位置以确保安全。
2.2抽油机结构强度测试
抽油机是目前油田使用最广的采油设备之一，他利用四连杆机构的曲柄摇杆原理，将原动机的旋转运动转化为上下摆动的直线运动，从而驱动直杆泵从油井中抽出原油。抽油机的种类繁多，但使用最为广泛的是游梁式抽油机。游梁式抽油机主要是有游梁、原动机（电机或柴油机）、曲柄、减速箱、驴头、悬绳器、连杆、支架等几部分组成。当抽油机工作时，高速运转的动力机，通过皮带传动将动力传递给二级减速箱，带动曲柄摇杆结构发生摆动，最终将动力经过悬挂在驴头上的悬绳器传递到井下，实现抽油作业。
随着井深的增大，抽油机的冲程也在不断加大，导致了抽油机本身的外形和重量不断增大。在这种情况下、抽油机在使用过程出现局部裂痕、变形等问题几率增多，随着使用的年限的增大，抽油机就可能面临无法工作的危险。因此，需要定时对抽油机结构的受力强度进行分析，尤其要对疑似最大正应力点处进行检测，这样可以确保抽油机正常工作、确保设备寿命的重要手段。
3.结束语
在采油、钻井等方面应用较广的石油机械。为了确保施工的顺利进行，需要保障石油机械设备的强度性能达到使用要求。应变电测技术在石油机械方面的应用很广泛，能够定期掌握对测量材料表面的微小形变以及对杆件的应力分布情况，从而掌握设备的整体状况，为维修和保养提供重要的依据。应变电测技术在实际操作中也存在一定的局限性，如何扩大应变电测技术的应用范围和怎样对石油机械设备进行全面的安全测试是以后需要研究的方向。
参考文献：
[1]李晓峰.在石油机械当中对应变电测技术的应用[J].电源技术应用.2013（02）：20-24
[2]吴嘉伟.应变测试技术及在石油机械中的应用[J].科技致富向导.2013（33）：10-23
[3]韩冰.基于应变理论在采空区管道失效分析中的应用[J].中国石油大学学报：自然科学版.2012（04）：35-36
[4]张浩.金属磁记忆技术在石油井架检测中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2013（10）：8-10