[實(shí)用新型]一種油田注水機(jī)組的故障預(yù)報(bào)及節(jié)能優(yōu)化系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020104062.4
• 申請(qǐng)日: 2010-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201583841U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐小力;王少紅;谷玉海;吳國(guó)新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;G05B19/048
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械設(shè)備故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種油田注水機(jī)組的故障預(yù)報(bào)及節(jié)能優(yōu)化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

油田投入開(kāi)發(fā)后，隨著開(kāi)采時(shí)間的增長(zhǎng)，油層本身能量將不斷地被消耗，致使油層壓力不斷地下降，地下原油大量脫氣，粘度增加，油井產(chǎn)量大大減少，甚至?xí)娡．a(chǎn)。為了彌補(bǔ)原油采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實(shí)現(xiàn)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，并獲得較高的采收率，必須對(duì)油田進(jìn)行注水。注水站是油田注水的重要生產(chǎn)部門(mén)，注水站內(nèi)通常裝備3～6臺(tái)連續(xù)運(yùn)行的大型旋轉(zhuǎn)注水機(jī)組及配套的機(jī)械設(shè)備。大型旋轉(zhuǎn)注水機(jī)組由連續(xù)運(yùn)行的大型異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)多級(jí)分段式離心泵組成，功率通常在2000KW以上。由于設(shè)備功率大、負(fù)載重且不穩(wěn)定，工況較惡劣，需要對(duì)其采取措施保證機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行和對(duì)其施行科學(xué)的維護(hù)。同時(shí)，注水系統(tǒng)的耗電量是巨大的，約占我國(guó)油田生產(chǎn)用電的一半。隨著油田綜合含水率的上升，注水能耗還將急劇上升。因此，注水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)一直是油田節(jié)能降耗工作的重點(diǎn)。

目前，在注水機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用方面，我國(guó)已建的注水站多數(shù)沒(méi)有裝備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障診斷系統(tǒng)，或者即使裝備了微機(jī)巡檢系統(tǒng)，但主要靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)或測(cè)量溫度、壓力等參數(shù)對(duì)故障進(jìn)行分析和判斷，由于缺乏可靠的科學(xué)手段和依據(jù)，因而對(duì)其現(xiàn)時(shí)狀態(tài)的評(píng)價(jià)往往是不準(zhǔn)確的，對(duì)其狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)更是難于估計(jì)的。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)際上重要工業(yè)用泵都向計(jì)算機(jī)監(jiān)控方向發(fā)展，而計(jì)算機(jī)在注水泵上的應(yīng)用，我國(guó)目前大都停留在數(shù)據(jù)存取與統(tǒng)計(jì)上。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種節(jié)能效果較好，且能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)的油田注水機(jī)組的故障預(yù)報(bào)及節(jié)能優(yōu)化系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種油田注水機(jī)組的故障預(yù)報(bào)及節(jié)能優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：它包括注水機(jī)組和一傳感器系統(tǒng)，所述傳感器系統(tǒng)采集的快變信號(hào)和鍵相信號(hào)經(jīng)一信號(hào)預(yù)處理模塊送入一數(shù)據(jù)采集模塊內(nèi)；聲音信號(hào)經(jīng)一信號(hào)放大電路后送入所述數(shù)據(jù)采集模塊內(nèi)；緩變信號(hào)經(jīng)一信號(hào)調(diào)理模塊將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)后，分別送入所述數(shù)據(jù)采集模塊和一閥門(mén)控制器內(nèi)；開(kāi)關(guān)量信號(hào)經(jīng)一信號(hào)隔離模塊后，由一輸入/輸出接口卡分別送入所述閥門(mén)控制器、一主控微機(jī)和一聲光報(bào)警器內(nèi)；所述數(shù)據(jù)采集卡將采集到的各種信號(hào)分別經(jīng)所述輸入/輸出接口卡和主控微機(jī)后，送入所述閥門(mén)控制器內(nèi)，所述閥門(mén)控制器還連接一電動(dòng)閥門(mén)；所述主控微機(jī)內(nèi)設(shè)置有一通訊模塊和一狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)報(bào)功能模塊，所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)報(bào)功能模塊將把對(duì)反映所述注水機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)及故障趨勢(shì)預(yù)測(cè)分析結(jié)果，經(jīng)所述通訊模塊傳輸給企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)。

所述傳感器系統(tǒng)包括加速度傳感器、位移傳感器、電渦流傳感器、脈沖編碼器、數(shù)字壓力變送器、流量計(jì)、液位計(jì)、交流電壓變送器、交流電流變送器、噪聲傳感器和數(shù)字溫度變送器。

所述數(shù)據(jù)采集模塊內(nèi)設(shè)置有三種類型的數(shù)據(jù)采集卡，所述快變信號(hào)和鍵相信號(hào)采用8路1MS/s、12bit、兩個(gè)24位計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)采集卡；所述聲音信號(hào)采用4路并行、100K聲音采集卡；所述緩變信號(hào)采用16通道，250K/s數(shù)據(jù)采集卡。

本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型由于采用閥門(mén)控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)泵口水壓、管網(wǎng)水壓信號(hào)、水泵電機(jī)電流、泵流量、儲(chǔ)水罐液位等信號(hào)，可以根據(jù)工作需要自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門(mén)開(kāi)度，因此不但保證了注水機(jī)組的水泵處于安全的工作狀態(tài)，在發(fā)生故障時(shí)發(fā)出報(bào)警，并且對(duì)注水機(jī)組進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化控制，以達(dá)到降低注水單耗、節(jié)約電能、優(yōu)化工作狀態(tài)及降低生產(chǎn)成本的目的。2、本實(shí)用新型由于采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)報(bào)功能模塊對(duì)注水機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)以及故障分析，并給出故障預(yù)報(bào)結(jié)果，并采用閥門(mén)控制器實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)注水機(jī)組的泵出口閥門(mén)開(kāi)度，充分發(fā)揮泵的能量，降低單耗，提高泵效。3、本實(shí)用新型采用多種傳感器對(duì)注水機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采用的傳感器系統(tǒng)包括振動(dòng)、聲音、轉(zhuǎn)速、電量、溫度、壓力、液位及流量傳感器，因此可以實(shí)時(shí)顯示反映注水機(jī)組工作狀態(tài)的各種工作參數(shù)，得到注水機(jī)組實(shí)時(shí)工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，并進(jìn)行故障預(yù)報(bào)。4、本實(shí)用新型由于采用的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及故障預(yù)報(bào)功能模塊，可以自動(dòng)存儲(chǔ)各測(cè)點(diǎn)機(jī)械動(dòng)態(tài)特性的檔案，在線地將實(shí)測(cè)參數(shù)與檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的對(duì)比分析，根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)注水機(jī)組整體或注水機(jī)組部件進(jìn)行故障的預(yù)警或報(bào)警，診斷結(jié)果準(zhǔn)確可靠。5、本實(shí)用新型整個(gè)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能擴(kuò)充簡(jiǎn)單方便。本實(shí)用新型可揭示油田注水機(jī)組工作狀態(tài)和故障狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組狀態(tài)的自動(dòng)分析判斷和故障預(yù)報(bào)，同時(shí)在滿足配注條件下，盡可能降低泵水單耗，因此本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于油田注水系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)中。

附圖說(shuō)明