往復(fù)式注水泵狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種注水泵監(jiān)控設(shè)備，尤其是涉及一種往復(fù)式注水泵狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]往復(fù)式注水泵是油田開采注水作業(yè)設(shè)備，是關(guān)鍵性生產(chǎn)設(shè)備，具有輸出壓力大、泵效高，設(shè)計標(biāo)準化、系列化，使用數(shù)量多、長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)的特點。
[0003]往復(fù)式注水泵的總體結(jié)構(gòu)分為動力端與液力端。動力端將電機的旋轉(zhuǎn)運動通過曲柄連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槭诸^的往復(fù)機械運動，而液力端則在柱塞與閥的共同作用下依靠柱塞的往復(fù)運動將動能轉(zhuǎn)化為液體的壓能，十字頭與柱塞之間通過連桿聯(lián)接。連桿與柱塞通過螺紋聯(lián)接后成為懸臂梁結(jié)構(gòu)，支點為十字頭銷，柱塞作直線往復(fù)運動。
[0004]現(xiàn)有注水泵的監(jiān)控設(shè)備大多只監(jiān)控工藝流程，如管線出口壓力、管線出口流量等數(shù)據(jù)，監(jiān)控數(shù)據(jù)少，無法滿足注水泵注水泵故障監(jiān)測與診斷的需要。同時，由于注水泵出現(xiàn)故障時，不能提示故障內(nèi)容、解決辦法等信息，現(xiàn)場操作人員判斷故障時間長，受人為因素影響有時還需要對注水泵進行拆解后，才能判斷注水泵的故障情況，導(dǎo)致注水泵維修困難，維護成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有注水泵的監(jiān)控設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)少，無法滿足注水泵故障監(jiān)測與診斷的需要，現(xiàn)場操作人員判斷故障受人為因素影響，需要對注水泵進行拆解，才能判斷注水泵的故障情況，導(dǎo)致注水泵維修困難，維護成本高的不足，本發(fā)明提供一種往復(fù)式注水泵狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:往復(fù)式注水泵狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、監(jiān)測診斷軟件包、計算機，所監(jiān)測的往復(fù)式注水泵包括動力端與液力端，動力端將電機的旋轉(zhuǎn)運動通過曲軸連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槭诸^的往復(fù)機械運動；液力端在柱塞與閥芯的共同作用下通過柱塞的往復(fù)運動將動能轉(zhuǎn)化為液體的壓能；曲軸連桿機構(gòu)、十字頭、柱塞位于泵體內(nèi)，與柱塞連接的閥芯位于泵頭體內(nèi)，泵頭體的一端與輸入管線連接，另一端與輸出管線連接，泵體的下端安裝有排污管。
[0007]電機的電機軸承處安裝有溫度傳感器II，電機軸處安裝有轉(zhuǎn)速傳感器I。泵體內(nèi)安裝有潤滑液的液位傳感器、溫度傳感器III，泵體上安裝有振動傳感器；曲軸端部安裝有轉(zhuǎn)速傳感器II ;泵體的十字頭滑道處安裝有溫度傳感器I。泵頭體上閥芯孔處安裝有噪聲傳感器。與泵頭體連接的輸入管線上安裝有進口壓力變送器，與泵頭體連接的輸出管線上安裝有出口壓力變送器、出口流量傳感器；排污管上安裝有流量傳感器。溫度傳感器1、噪聲傳感器的數(shù)量與注水泵柱塞的數(shù)量相同。
[0008]通過數(shù)據(jù)采集裝置溫度傳感器1、溫度傳感器I1、溫度傳感器II1、轉(zhuǎn)速傳感器1、轉(zhuǎn)速傳感器I1、流量傳感器、噪聲傳感器、液位傳感器、振動傳感器、進口壓力變送器、出口壓力變送器、出口流量傳感器采集的工程信號上傳至計算機的監(jiān)測診斷軟件包；監(jiān)測診斷軟件包對采集的工程信號進行分析和診斷，并對注水泵進行動態(tài)監(jiān)測。
[0009]監(jiān)測診斷軟件包根據(jù)往復(fù)泵的設(shè)計技術(shù)參數(shù)設(shè)定，當(dāng)數(shù)據(jù)采集裝置采集的工程信號符合以下要求時，注水泵處于正常工作狀態(tài):安裝在輸入管線上的進口壓力變送器測得進口壓力數(shù)值擺動幅度< 3%實測值；安裝在輸出管線上的出口壓力變送器測得出口壓力數(shù)值擺動幅度< 2%實測值；安裝在泵頭體閥芯孔處的噪聲傳感器測得噪聲值< 120dB ;安裝在排污管上的流量傳感器測得漏失量數(shù)值< 0.01%注水泵額定流量；安裝在泵體內(nèi)的液位傳感器測得泵體內(nèi)潤滑液高度> 15cm ;安裝在泵體的十字頭滑道處溫度傳感器I測得溫度< 85°C ;安裝在泵體內(nèi)的溫度傳感器III測得潤滑油溫度< 75°C ;安裝在泵體上的振動傳感器測得數(shù)值< 4.5mm/s ;安裝在輸出管線上的出口流量傳感器測得流量等于注水泵的額定流量；安裝在電機軸承處的溫度傳感器II測得溫度< 60°C。
[0010]當(dāng)數(shù)據(jù)采集裝置采集的工程信號出現(xiàn)I項或I項以上不符合權(quán)利要求3的要求時，注水泵處于非正常工作狀態(tài)，監(jiān)測診斷軟件包通過對采集的工程信號進行分析，診斷出故障原因通過計算機作出提示，并提供故障處理措施:
[0011]當(dāng)安裝在輸入管線上的進口壓力變送器測得進口壓力數(shù)值擺動幅度>3%實測值時，故障原因為安裝在泵頭體內(nèi)的吸入閥片、彈簧損壞，處理措施為更換吸入閥片、彈簧；
[0012]當(dāng)安裝在輸出管線上的出口壓力變送器測得出口壓力數(shù)值擺動幅度> 2%實測值時，故障原因為安裝在泵頭體內(nèi)的排出閥片、彈簧損壞，處理措施為更換排出閥片、彈簧；
[0013]當(dāng)安裝在泵頭體閥芯孔處的噪聲傳感器測得噪聲值> 120dB時，故障原因為安裝在泵頭體內(nèi)的閥體損壞，處理措施為更換閥體；
[0014]當(dāng)安裝在排污管上的流量傳感器測得漏失量數(shù)值> 0.01%注水泵額定流量時，故障原因為安裝在泵體內(nèi)的盤根密封填料損壞，處理措施為更換盤根密封填料；
[0015]當(dāng)安裝在泵體內(nèi)的液位傳感器測得泵體內(nèi)潤滑液高度< 15cm時，故障原因為泵體內(nèi)曲軸的油封老化或損壞，處理措施為更換曲軸油封；
[0016]當(dāng)安裝在泵體的十字頭滑道處的溫度傳感器I測得溫度> 85°C時，故障原因為十字頭發(fā)生偏磨，處理措施為更換十字頭；
[0017]當(dāng)安裝在泵體內(nèi)的溫度傳感器III測得潤滑油溫度>75°C時，故障原因為潤滑油乳化變質(zhì)，處理措施為更換新的潤滑油；
[0018]當(dāng)安裝在泵體上的振動傳感器測得數(shù)值> 4.5mm/s時，故障原因為泵體的曲軸箱內(nèi)發(fā)生機械故障，處理措施為檢查曲軸與連桿瓦之間的間隙，并進行調(diào)整或更換至符合設(shè)計要求；
[0019]當(dāng)安裝在輸出管線上的出口流量傳感器測得流量大于或小于注水泵的額定流量時，故障原因為連接電機軸輸出與曲軸輸入的皮帶出現(xiàn)問題，采取處理措施之前應(yīng)查看電機軸處的轉(zhuǎn)速傳感器I和曲軸端部安裝的轉(zhuǎn)速傳感器II測量值，并調(diào)整電機軸與曲軸之間的皮帶張力至符合設(shè)計要求；
[0020]當(dāng)安裝在電機軸承處的溫度傳感器II測得數(shù)值>60°C時，故障原因為電機的潤滑脂不符合設(shè)計要求，處理措施為添加或更換潤滑脂。
[0021]本發(fā)明的有益效果是，能夠?qū)崟r對注水泵的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，并提供工藝流程相關(guān)數(shù)據(jù)；當(dāng)注水泵出現(xiàn)故障時，實施顯示故障原因，提供處理故障的方法，幫助維修人員快速排除注水泵故障，提高工作效率。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明往復(fù)式注水泵狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的監(jiān)測安裝示意圖。
[0023]圖中:1.進口壓力變送器，2.流量傳感器，3.噪聲傳感器，4.溫度傳感器I，5.液位傳感器，6.轉(zhuǎn)速傳感器I，7.溫度傳感器II，8.振動傳感器，9.轉(zhuǎn)速傳感器II，10.溫度傳感器III，11.出口壓力變送器，12.出口流量傳感器，20.電機，21.電機軸承，22.電機軸，23.泵體，24.曲軸，25.十字頭滑道，26.輸入管線，27.輸出管線，28.泵頭體，29.排污管。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉的是，本發(fā)明不限于所列出的【具體實施方式】，只要符合本發(fā)明的精神，都應(yīng)該包括于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0025]本發(fā)明往復(fù)式注水泵狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集裝置、監(jiān)測診斷軟件包、計算機，所監(jiān)測的往復(fù)式注水泵包括動力端與液力端，動力端將電機20的旋轉(zhuǎn)運動通過曲軸連桿機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槭诸^的往復(fù)機械運動；液力端在柱塞與閥芯的共同作用下通過柱塞的往復(fù)運動將動能轉(zhuǎn)化為液體的壓能；曲柄連桿機構(gòu)、十字頭、柱塞位于泵體23內(nèi)，與柱塞連接的閥芯位于泵頭體28內(nèi)，泵頭體28的一端與輸入管線26連接，另一端與輸出管線27連接，泵體23的下端安裝有排污管29。
[0026]本發(fā)明通過在注水泵及其連接管線上安裝的溫度傳感器I 4、溫度傳感器II 7、溫度傳感器III 10、轉(zhuǎn)速傳感器I 6、轉(zhuǎn)速傳感器II 9、流量傳感器2、噪聲傳感器3、液位傳感器5、振動傳感器8、進口壓力變送器1、出口壓力變送器11、出口流量傳感器12采集工程信號，并上傳至計算機的監(jiān)測診斷軟件包；監(jiān)測診斷軟件包對采集的工程信號進行分析和診斷，對注水泵進行動態(tài)監(jiān)測。具體為:
[0027]在電機20上安裝有如下數(shù)據(jù)采集裝置，電機軸承21處安裝由溫度傳感器II 7，電機軸22處安裝有轉(zhuǎn)速傳感器I 6。
[0028]在泵體23上安裝有如下數(shù)據(jù)采集裝置，泵體23內(nèi)安裝有潤滑液的液位傳感器5、溫度傳感器III 10 ;泵體23上安裝有振動傳感器8 ;泵體23的十字頭滑道25處安裝有溫度傳感器I 4，溫度傳感器I 4的數(shù)量與注水泵柱塞的數(shù)量相同；轉(zhuǎn)速傳感器II 9安裝在曲軸24的端部。
[0029]在泵頭體28上安裝有如下數(shù)據(jù)采集裝置，閥芯孔處安裝有噪聲傳感器3，噪聲傳感器3的數(shù)量與注水泵柱塞的數(shù)量相同。
[0030]在注水泵的連接管線上安裝有如下數(shù)據(jù)采集裝置，泵體23下方連接的排污管29上安裝有流量傳感器2 ;與泵頭體28連接的輸入管線26上安裝有進口壓力變送器I ;與泵頭體28連接的輸出管線27上安裝有出口壓力變送器11和出口流量傳感器12。
[0031]本發(fā)明往復(fù)式注水泵狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)的監(jiān)測診斷軟件包根據(jù)往復(fù)泵的設(shè)計技術(shù)參數(shù)設(shè)定，當(dāng)數(shù)據(jù)采集裝置采集的工程信號符合以下要求時，注水泵處于正常工作狀態(tài)。安裝在輸入管線26上的進口壓力變送器I測得進口壓力數(shù)值擺動幅度< 3%實測值；輸出管線27上安裝的出口壓力變送器11測得出口壓力數(shù)值擺動幅度< 2%實測值；泵頭體28上閥芯孔處安裝的噪聲傳感器3測得噪聲值< 120dB ;排污管29上安裝的流量傳感器2測得漏失量的數(shù)值< 0.01%注水泵額定流量；泵體23內(nèi)安裝的液位傳感器5測得泵體內(nèi)潤滑液高度> 15cm ;泵體23的十字頭滑道25處安裝的溫度傳感器I