本发明涉及石油井架安全检测领域，特别是涉及一种井架钢结构超声波应力检测装置及检测方法。
背景技术：
1、石油井架作为石油开采过程中的核心设施，其安全性和稳定性直接关系到整个石油生产系统的可靠性和工作人员的生命安全。石油井架钢结构在制造、安装和使用过程中会经历各种复杂的外力作用，如焊接、机械加工以及承受重力载荷、外部冲击等，这些因素都可能导致钢结构内部产生残余应力。一旦井架重要部件的钢结构产生残余应力，其可能造成降低材料强度、加速疲劳破坏影响、结构稳定性和刚度等不良后果，对钢结构的性能有显著的影响。为了确保石油井架的安全运行，必须进行残余应力的检测和评估。可以显著提高石油开采设施的安全性和经济性，确保石油生产的顺利进行。
2、现有技术只针对所有井架钢结构进行定期的无差别检测，并且针对残余应力超标的钢结构无差别的消除应力，这种过程耗时耗力耗钱，缺乏针对性。
技术实现思路
1、针对上述问题，本发明提供了一种井架钢结构超声波应力检测装置，可以精准定位残余应力位置，提高检测效率和维修效率，保证井架的安全性和稳定性。
2、本发明的技术方案是：
3、一种井架钢结构超声波应力检测装置，包括沿着高度方向从上往下依次连接的旋转平台、重心感知机构、第一方向调节机构、第二方向调节机构，所述第一方向调节机构与第二方向调节机构结构相同；
4、所述第一方向调节机构包括第一滑动槽和可沿着第一滑动槽滑动的第一滑动块；
5、所述第二方向调节机构包括第二滑动槽和可沿着第二滑动槽滑动的第二滑动块；
6、所述第一滑动槽滑动方向与第二滑动槽滑动方向相互垂直，所述第一滑动块与第二滑动槽固定连接；
7、所述第二滑动块连接检测组件。
8、所述第一滑动槽与第一滑动块成丝杆螺母传动副，所述第二滑动槽与第二滑动块成丝杆螺母传动副。
9、所述第一滑动槽一端设置平衡配重，所述平衡配重包括配重盘和配重调节机构。
10、所述旋转平台上方设置无人机连接板。
11、所述重心感知机构包括定位框、设置在定位框内的重力球、套设在定位框外部的压力传感器。
12、所述检测组件包括超声波探头、耦合喷剂探头、视觉传感器和标记笔。
13、所述装置还包括处理器和无线通讯模块，所述处理器与重心感知机构、检测组件、无线通讯模块、第一方向调节机构、第二方向调节机构、配重调节机构信号连接。
14、基于井架钢结构超声波应力检测装置的检测方法如下：
15、s1、根据井架结构尺寸、构件规格、构件材料、杆件连接形式构建井架三维有限元分析模型；
16、s2、根据有限元分析模型，对井架进行可靠性分析，确定重要度最大的钢结构；
17、s3、使用超声波应力检测装置对井架的钢件各位置进行应力检测，并收集检测数据；
18、s4、根据收集到的检测数据计算残余应力并对最大应力区域进行标记；
19、s5、根据步骤s4得到的数据对井架钢结构进行评估。
20、所述步骤s2，可靠性分析方法如下：
21、利用蒙特卡洛法生成n个随机样本，进行应力分析，根据井架失效准则判断和统计n次模拟失效次数nf ，计算失效概率，利用公式得出失效概率，其不同概率的分值通过公式计算得出，其中n表示的个数；
22、维修费用（mf）通过得出维修费用的分值；
23、设备的重要度指数i通过公式计算得出。
24、其中n分别代表pf、mf的个数，、、分别代表重要度因素的不同权重，权重可通过专家经验或者多属性决策方法计算获得，ff是失效对井架功能的影响。
25、所述步骤s4，收集的数据对其进行滤波筛除异常值并插值计算，利用神经网络拟合曲线，计算应力值，应力计算公式如下：
26、，
27、其中tl、ts分别是有应力纵波的声时、有应力横波的声时，、分别是纵波声弹性系数、横波声弹性系数，tl0、ts0分别是零应力纵波的声时、零应力横波的声时，是纵波和横波传播方向上的应力θ为角度，ф为高度系数。
28、本发明的有益效果是：通过重心感知机构和方向调节机构配合,确保检测的稳定性和可靠性。这种配合提高了检测精度, 减少环境因素对检测结果的干扰，增强了设备在复杂环境下的适应能力。
29、本技术不仅能够定位应力集中区域，还可以根据检测结果调整消除方案，实现针对性的应力消除处理，提高结构安全性和使用寿命，内置算法可以精准定位并标记最大应力区域,实现精确的应力消除。这种精确定位能力大大提高了应力消除的效率和效果，可应用在类似的工业上进行应力检测，适用于多种复杂环境下的应力检测和消除，可扩展到更多领域应用，适用范围广。
30、与传统方法相比,本发明只针对重要的钢结构进行应力检测和超过应力阈值的区域进行应力消除，在应力消除过程中能耗更低,更加环保,符合当前节能减排的发展趋势。
1.一种井架钢结构超声波应力检测装置，其特征在于，包括沿着高度方向从上往下依次连接的旋转平台、重心感知机构、第一方向调节机构、第二方向调节机构，所述第一方向调节机构与第二方向调节机构结构相同；
2.根据权利要求1所述的一种井架钢结构超声波应力检测装置，其特征在于，所述第一滑动槽与第一滑动块成丝杆螺母传动副，所述第二滑动槽与第二滑动块成丝杆螺母传动副。
3.根据权利要求1所述的一种井架钢结构超声波应力检测装置，其特征在于，所述第一滑动槽一端设置平衡配重，所述平衡配重包括配重盘和配重调节机构。
4.根据权利要求1所述的一种井架钢结构超声波应力检测装置，其特征在于，所述旋转平台上方设置无人机连接板。
5.根据权利要求1所述的一种井架钢结构超声波应力检测装置，其特征在于，所述重心感知机构包括定位框、设置在定位框内的重力球、套设在定位框外部的压力传感器。
6.根据权利要求1所述的一种井架钢结构超声波应力检测装置，其特征在于，所述检测组件包括超声波探头、耦合喷剂探头、视觉传感器和标记笔。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种井架钢结构超声波应力检测装置，其特征在于，所述装置还包括处理器和无线通讯模块，所述处理器与重心感知机构、检测组件、无线通讯模块、第一方向调节机构、第二方向调节机构、配重调节机构信号连接。
8.一种基于权利要求1所述的井架钢结构超声波应力检测装置的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述步骤s2，可靠性分析方法如下：
10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述步骤s4，收集的数据对其进行滤波筛除异常值并插值计算，利用神经网络拟合曲线，计算应力值，应力计算公式如下：
