随着社会的飞速发展,人们对工作环境的要求越来越高,主要体现在人身安全及工作环境等方面。在工业水平的快速提升下,石油、天然气的需求量也急剧增加,随之而来的是开采力度加大。而井架作为开采石油、天然气的关键结构,其承载能力以及开采作业安全性能显得尤为重要。由于钻修机井架工作环境恶劣,并且随着作业次数的增加,其井架承载能力会有不同程度的下降,但现有井架承载能力检评技术存在实时性较差、成本高等问题,为了保证生产作业安全高效实施,对于井架承载能力实时检测与钩载监控技术的研究已经亟不可待。针对现有承载能力检评技术的不足,结合前人的研究,以井架强度理论为基础,本文提出一体化的井架承载能力实时检测与钩载监控技术。技术要点主要体现在两方面:一是通过传感器与计算机技术相结合,实时检测井架大腿应力,并按照行业标准计算出井架实际承载能力;二是采用ABS控制策略,利用PLC自动控制技术实现液压盘式刹车的自动监控,通过减少制动冲击载荷从而减缓井架承载能力的下降速度。最后运用计算机数字技术,编写出井架承载能力实时检测与钩载监控一体化的系统软件,便于操作和管理,提高生产效率以及工作安全性。随着LPWAN(低功耗广域网)技术的产生及其应用,低功耗、长距离无线数据传输成为无线传感器的发展方向。本文应力检测采用的无线应变传感器就是采用LoRa无线数据传输技术,通过LoRa WAN协议与基站通信,然后基站与计算机通过WIFI连接,将应变数据传输到计算机进行后处理。该无线传感器网络组网灵活方便,可以节省测试前期的传感器接线、布线时间,同时低功耗无线传输能延长传感器工作时间。液压盘式刹车作为制动系统中的重要部分,其刹车控制的冲击载荷直接影响井架承载能力。本文以PLC作为主控制器实现钩载监控,将ABS控制策略应用到液压盘式刹车的制动过程中,通过PID控制调节工作钳与安全钳的工作压力来减小制动过程中的冲击载荷,从而减缓井架承载能力的下降速度。一体化的系统软件采用模块化技术开发参数检测、数据传输及管理,实现实时数据显示、历史数据查阅、报警记录等功能。采用合适的算法进行数据处理,以及计算井架承载能力,找出系统循环运行的最佳条件,提升响应速度。通过模拟实验验证了该技术的可行性。其创新点主要体现为:(1)采用新型无线传输技术,实现长距离、低功耗无线传输,增强了应变数据传输的可靠性,适用于干扰较多的钻修井现场,为实现不停工应力实时检测提供可能;(2)引入ABS控制策略的钩载监控技术,可以提升系统的安全性,但又不影响正常作业,同时可以减少制动冲击载荷,延长井架寿命;(3)一体化的井架承载能力自动检评和钩载监控技术,解决了传统线下检评方法周期长、实时性差的问题,能更准确有效地监控井架安全作业,并且在钩载大于井架承载能力时,能实现及时预警与自动控制。降低生产成本,提高经济效益。