一種泥漿泵遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種泥漿栗監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是一種泥漿栗遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]泥漿栗是地質鉆探設備的心臟，它是固井、壓裂、酸化等作業(yè)中的關鍵設備之一，它在石油化工行業(yè)中也起著重要作用。泥漿栗是一種往復式柱塞栗，它通過曲柄連桿機構，把馬達的旋轉運動轉換為十字頭及活塞的往復直線運動，把低壓的泥漿壓縮成高壓泥漿。在鉆井過程中以高壓向井底輸送高粘度、大比重和含砂量較高的鉆井液，用以冷卻鉆頭、沖刷井底、破碎巖石，從井底返回時攜帶出巖肩，是石油鉆井作業(yè)最重要的工藝設備之一。泥漿栗工作條件惡劣，它的性能、結構、可靠性，直接影響著鉆井質量的好壞。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國由于泥漿栗故障造成的損失每年達2億元。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種基于自動化、信息化、網(wǎng)絡化的泥漿栗遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對鉆井現(xiàn)場泥漿栗設備的連續(xù)在線監(jiān)測。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種泥漿栗遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，被測泥漿栗狀態(tài)信號通過信號線纜傳入采集裝置;經(jīng)過采集裝置中的數(shù)采器、交換機、光電轉化器的處理，最終輸出的光信號通過光纖傳送到中控室，經(jīng)過光電轉化器或光電交換機轉換，通過網(wǎng)線接入局域網(wǎng)，監(jiān)測中心通過訪問局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)獲得泥漿栗運行情況，進行技術支持。
[0005]單臺泥漿栗采用12個振動測點、I個轉速測點，通過傳感器采集的振動和轉速信號，通過modbus-tcp協(xié)議模塊接入數(shù)采器，從數(shù)采器輸出的數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過交換機后再接入光電轉化器，轉換成光信號后進入光纖環(huán)網(wǎng)。
[0006]每臺泥漿栗配置3臺AIC9000數(shù)采器，每個數(shù)采器均為十二通道，其中四通道振動，兩通道轉速，其余通道為預留緩存變量，支持隨時擴展通道。
[0007]所述泥漿栗的振動和轉速信號包括在工作中產(chǎn)生的振動速度、振動沖擊和轉速頻率，監(jiān)測系統(tǒng)通過傳感器、拾振器實時采集泥漿栗重點部位工作時的各變化數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳遞給中控室中的監(jiān)測服務器，中控室中的顯示器上實時顯示相關監(jiān)測信號數(shù)值，并在存儲器內(nèi)存儲。
[0008]監(jiān)測系統(tǒng)自動定時記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)，并上傳到監(jiān)測服務器形成SQL監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。
[0009]中控室監(jiān)測服務器缺省每間隔I分鐘自動保存一條記錄，每條監(jiān)測記錄包括泥漿栗振動測點的振動原始波形、頻譜。
[0010]中控室通過軟件模塊進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理；
[0011 ]軟件模塊包括:波形參數(shù)模塊:峰值、平均值、有效值、峰值指標、波形指標、脈沖指標、裕度指標、峭度指標；
[0012]頻率成分模塊:各種故障特征頻率倍頻成分按峰值大小排列，快速查找所有主要振動源，即異常振動的部位和原因；
[0013]監(jiān)測數(shù)據(jù)處理模塊:根據(jù)故障種類按需要調整采集參數(shù)，采集參數(shù)包括通道數(shù)、分析頻率、采樣點數(shù)、低通設置、低通拐點、高通設置、抗混設置、包絡設置、觸發(fā)方式；
[0014]分析功能模塊:時域分析、頻域分析、相關分析、概率分析、小波分析、趨勢分析、相位分析、時間三維、轉速三維、軸心軌跡、伯德圖、奈奎斯特圖。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:泥漿栗遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了I)泥漿栗設備狀態(tài)受控和預知維修，延長檢修間隔，為合理降低檢修費用提供技術支撐;2)泥漿栗設備運行可靠安全，減少人員點檢帶來的安全風險;3)對點檢人員素質和積極性的依賴大大降低;4)泥漿栗在線狀態(tài)監(jiān)測與設備管理系統(tǒng)的結合推動設備管理真正升級，提升設備管理效率。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的泥漿栗遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)總體構成框圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明:
[0018]如圖1所示，本發(fā)明的泥漿栗遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)，被測泥漿栗I狀態(tài)信號通過信號線纜傳入采集裝置3;經(jīng)過采集裝置中的數(shù)采器4、交換機5、光電轉化器6的處理，最終輸出的光信號通過光纖傳送到中控室8，經(jīng)過光電轉化器或光電交換機轉換，通過網(wǎng)線接入局域網(wǎng)，監(jiān)測中心9通過訪問局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)獲得泥漿栗I運行情況，進行技術支持。
[0019]單臺泥漿栗I采用12個振動測點、I個轉速測點，通過傳感器采集的振動和轉速信號，通過modbus-tcp協(xié)議模塊接入數(shù)采器4，從數(shù)采器4輸出的數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過交換機5后再接入光電轉化器6，轉換成光信號后進入光纖環(huán)網(wǎng)。
[0020]每臺泥漿栗I配置3臺AIC9000數(shù)采器4，每個數(shù)采器均為十二通道，其中四通道振動，兩通道轉速，其余通道為預留緩存變量，支持隨時擴展通道。
[0021]所述泥漿栗的振動和轉速信號包括在工作中產(chǎn)生的振動速度、振動沖擊和轉速頻率，監(jiān)測系統(tǒng)通過傳感器、拾振器實時采集泥漿栗重點部位工作時的各變化數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)傳遞給中控室8中的監(jiān)測服務器，中控室中的顯示器上實時顯示相關監(jiān)測信號數(shù)值，并在存儲器內(nèi)存儲。
[0022]監(jiān)測系統(tǒng)自動定時記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)，并上傳到監(jiān)測服務器形成SQL監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。
[0023]中控室8監(jiān)測服務器缺省每間隔I分鐘自動保存一條記錄，每條監(jiān)測記錄包括泥漿栗振動測點的振動原始波形、頻譜。
[0024]中控室8通過軟件模塊進行監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理；
[0025]軟件模塊包括:波形參數(shù)模塊:峰值、平均值、有效值、峰值指標、波形指標、脈沖指標、裕度指標、峭度指標；
[0026]頻率成分模塊:各種故障特征頻率倍頻成分按峰值大小排列，快速查找所有主要振動源，即異常振動的部位和原因；
[0027]監(jiān)測數(shù)據(jù)處理模塊:根據(jù)故障種類按需要調整采集參數(shù)，采集參數(shù)包括通道數(shù)、分析頻率、采樣點數(shù)、低通設置、低通拐點、高通設置、抗混設置、包絡設置、觸發(fā)方式；
[0028]分析功能模塊:時域分析、頻域分析、相關分析、概率分析、小波分析、趨勢分析、相位分析、時間三維、轉速三維、軸心軌跡、伯德圖、奈奎斯特圖。
[0029]本發(fā)明利用信息化技術，對泥漿栗機組安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，將作業(yè)現(xiàn)場傳感器的原始信號和實時數(shù)據(jù)遠程傳輸至基地服務器，通過基地服務器、基地監(jiān)控終端實現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場傳感器調校、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控以及通過輔助診斷功能和專家診斷實現(xiàn)對泥漿栗設備狀態(tài)的精確判斷，經(jīng)多種網(wǎng)絡平臺發(fā)布數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，方便各級技術人員更好的掌握勘探現(xiàn)場動態(tài)，指導現(xiàn)場設備維護與檢修。
[0030]泥漿栗遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)實施過程中軟硬件應用效果良好，系統(tǒng)整體在環(huán)境上經(jīng)受住了雨雪、大霧天氣的考驗，抗雷擊、抗干擾、故障率低的優(yōu)越性得到很好的展現(xiàn)。在現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、遠程發(fā)送、基地接收、遠程終端、遠程控制等方面性能穩(wěn)定，泥漿栗遠程在線監(jiān)測系統(tǒng)各項資料完整準確，各種參數(shù)合理有效。
[0031 ]下面結合具體實施例進行詳細說明:
[0032]1、現(xiàn)場采集
[0033]本實施方案中單臺泥漿栗采用12個振動測點、I個轉速測點。傳感器采集的振動和轉速信號通過modbus-tcp協(xié)議模塊接入AIC9600數(shù)采器，從數(shù)采器輸出的數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過TP-LINK轉換后接入光電轉化器6。三臺泥漿栗配置9臺AIC9000數(shù)采器，每個數(shù)采器均為十二通道，其中四通道振動，兩通道轉速，其余通道為預留緩存變量，支持隨時擴展通道。
[0034]2、系統(tǒng)通訊
[0035]采用AIC9600系統(tǒng)光纖傳輸方案:如圖1所示，被測泥漿栗I狀態(tài)信號通過信號線纜2傳入采集裝置3;經(jīng)過采集裝置中的數(shù)采器4、交換機5、光電轉化器6的處理，最終輸出光信號;通過光纖傳送到中控室8，再次利用光電轉化器或光電交換機轉換;用網(wǎng)線接入局域網(wǎng)，監(jiān)測中心9可以通過訪問局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)來了解設備運行情況或進行技術支持。
[0036]3、數(shù)據(jù)存儲
[0037]監(jiān)測系統(tǒng)可自動定時記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)，并上傳監(jiān)測服務器形成SQL監(jiān)測數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)缺省每間隔I分鐘自動保存一條記錄，需要