[發明專利]一種泥漿泵故障診斷方法及其裝置

在審

• 申請號: 201810329547.4
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN110490024A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 唐洋;舒將軍;張志東;敬佳佳;王國榮;鐘林
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;F04B51/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明專利提供一種泥漿泵故障診斷方法及其裝置，通過振動傳感器檢測泥漿泵的振動，通過數據線傳輸給動態信號測試儀，最后上傳數據處理模塊，利用數據處理模塊進行信號處理及診斷。待測泥漿泵振動信號的小波特征值與無故障泥漿泵的小波特征值對比，該方法作為主要方法；將數據庫中的時域特征作為訓練樣本，用式多項擬合的最小二乘法對待測泥漿泵進行故障診斷，該方法作為輔助方法；采用PNN神經網絡法對待測泥漿泵進行故障診斷。硬件主要包括動態信號測試儀、電源開關、磁力座、振動傳感器、防爆箱、數據處理模塊。本發明能夠幫助專家對設備運行狀態進行判斷，改變了傳統通過耳聽、目測的方法對泥漿泵進行故障判斷，增加了判斷的準確性。

技術領域

本發明涉及石油鉆井領域，具體涉及到一種泥漿泵故障診斷方法及其裝置。

背景技術

泥漿泵是石油鉆井循環中的重要設備，在鉆井過程中因工況惡劣，常因故障導致施工停滯，從而影響鉆井過程。目前在石油鉆井中，一般是通過耳聽、目測的方式，對泥漿泵的工作狀態進行評估，主要靠工程師經驗進行判斷。這樣不能及時準確判定泥漿泵故障，常常導致泥漿泵工作效率低，出現較嚴重故障，嚴重影響了鉆井進程。

現場急需一種測試手段實現泥漿泵的現場測試，以滿足泥漿泵工作狀態評估的需要。雖然現在已有通過振動測試判斷故障方法，現在主要應用的方法為BP神經網絡對振動信號進行識別；由于泥漿泵自身振源很多的原因，這些方法都不能運用于泥漿泵。如采用BP神經網絡識別，不但識別誤差很高，同時也會使計算量很大，對數據處理模塊要求高，不能滿足現場測試的要求。本申請人通過多次實驗發現先運用簡約的方法處理數據，再以PNN神經網絡識別，這方法識別故障的能力不但準確而且高效。

發明內容

本發明提供了一種泥漿泵故障診斷方法及其裝置，該裝置能夠現場檢測泥漿泵的工作狀態，提供檢修依據，在閑置時間對泥漿泵進行檢修，保證了泥漿泵的在鉆井過程中無故障運行，在發生故障時對泥漿泵進行故障檢測，確保快速準確的診斷故障，節約了維修時間。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：磁力座將振動傳感器固定在泥漿泵的優選位置檢測泥漿泵振動信號，動態信號測試模塊采集的信號，通過無線AP將信號上傳給數據處理模塊。

所述的一種泥漿泵故障診斷方法及其裝置，將編號為b₆、b₅、b₄的傳感器分別貼在左、中、右閥箱吸入閥與端蓋的1/2處；將編號為b₁、b₂、b₃的傳感器分別貼在左、中、右閥箱排除閥壓筒上；將編號為d₁、d₂、d₁₀、d₁₁、d₁₂、d₁₃的傳感器分別貼在左、中、右缸套外殼上方；將編號為d₃、d₄、d₅、d₆、d₉的傳感器分別貼在左、中、右十字頭外殼上方；將編號為c₃、a₄、傳感器分別貼在兩端傳動軸軸承蓋上方，將編號為c₁、c₂、c₄、c₅、a₂、a₆、a₇、a₇傳感器分別貼在左曲軸和右曲軸的四個方向上。

所述的一種泥漿泵故障診斷方法及其裝置，通過時域分析、小波分析，獲得振動信號時域特征值和小波特征值，將故障振動信號特征值與故障相關聯，建立數字化的專家數據庫，該方法的具體步驟如下：

步驟1：在優選位置上，首先采集泥漿泵多組無故障狀態下的振動信號，然后將現場大修泥漿泵的n種故障零部件,分別單一安裝在無故障泥漿泵上，繼續測試泥漿泵振動信號，并且上傳數據處理模塊；

步驟2：提取影響最大的時域特征值；