[發明專利]石油鉆機遠程在線監測與預測性維護系統與評價方法

在審

• 申請號: 202010584161.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111667198A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 張鵬飛;李西方;袁方;尹航;張康;史金紅
• 申請（專利權）人: 寶石電氣設備有限責任公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/02;G06Q10/00
• 代理公司: 北京惟誠致遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11536
• 代理人: 呂品

1.一種石油鉆機遠程在線監測與預測性維護系統，其特征在于，包括傳感器、現場數據采集單元、現場服務器、監測服務中心，

傳感器安裝于鉆機上，用于感知鉆機的運行狀態，并將感知的信息變換成為電信號，

現場數據采集單元用于接收傳感器的信息并將所述信息輸送至現場服務器，

所述現場服務器對傳感器的信息進行整理，

監測服務中心用于接收現場服務器并對鉆機現場數據的進行實時分析和診斷并對外提供數據顯示。

2.根據權利要求1所述的石油鉆機遠程在線監測與預測性維護系統，其特征在于，還包括防火墻、路由器，現場服務器通過有線通訊網絡與路由器相連，路由器通過無線通訊網絡與基站相連，基站與監測服務中心通過有線通訊網絡相連。

3.根據權利要求2所述的石油鉆機遠程在線監測與預測性維護系統，其特征在于，現場數據采集單元包括CPU控制器、數字信號采集卡、模擬信號采集卡、高頻信號采集卡以及以太網通訊卡，傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器，現場數據采集單元的數字信號采集卡、模擬信號采集卡、高頻信號采集卡實時采集上述溫度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器的數值，并將信號發送至CPU控制器進行預處理和分析，打包成數據包通過以太網通訊卡將信號發送給現場服務器緩存和歸檔，現場服務器通過防火墻與路由器連接，路由器借助基站將現場實時數據發送至監測服務中心。

4.一種石油鉆機遠程在線監測與預測性維護評價方法，其特征在于，包括：

采集設備數據，通過單參數監測分析、多參數邏輯分析、歷史數據對比分析對設備進行綜合評價。

5.根據權利要求4所述的石油鉆機遠程在線監測與預測性維護評價方法，其特征在于，單參數監測分析包括：

通過實時監測的數據，判斷是否超過設定的上下限值并給出報警信號提示，當在單位時間段內反復超過限制報警，系統將推送報警至大數據分析平臺；

當在單位時間段內出現偶爾報警，并在之后的時間段內未再出現報警，確定此種為誤報，不推送消息，但會給出提示，給后臺大數據分析系統提供參考；當在單位時間段內參數均為正常，系統不推送消息，繼續監測。

6.根據權利要求5所述的石油鉆機遠程在線監測與預測性維護評價方法，其特征在于，多參數邏輯分析包括：

通過實時監測的數據，根據多參數判定準則判斷是夠滿足告警條件，針對和環境溫度相關的參數給出環境溫度補償，通過多個參數的相互支撐和印證，實現對關鍵部件的預測；

當在單位時間段內反復超過限制報警，系統將推送報警至大數據分析平臺；當在單位時間段內個別條件滿足或者出現偶爾報警，并在之后的時間段內未出現個別條件滿足或報警，確定此種為誤報，不推送消息，但會給出提示，給后臺大數據分析系統提供參考；當在單位時間段內參數均為正常，系統不推送消息，繼續監測。

7.根據權利要求6所述的石油鉆機遠程在線監測與預測性維護評價方法，其特征在于，歷史數據對比分析包括：

通過調取該設備之前一段時間的歷史數據或者調取其他鉆機上配套的該類型設備的歷史數據，繪制趨勢曲線，與現有趨勢曲線進行比對是否一致，當趨勢一致，系統判定正常，不推送消息，繼續監測；當比對后偏離正常運行趨勢，系統將推送報警至大數據分析平臺。

8.根據權利要求7所述的石油鉆機遠程在線監測與預測性維護評價方法，其特征在于，還包括：

大數據分析平臺根據構建的大數據分析模型、大數據分析算法、專家知識庫，對采集和推送的各類數據自動進行系統分析、判斷、分類和標記，形成設備關鍵監測部分評分準則，從而給出設備各部件的健康評價得分，自動生成設備健康評價雷達圖，并生成設備健康評價報告；對大數據分析模型、大數據算法進行修正和優化，并可將確認的預測結果和處理辦法在專家知識庫存檔，為后續的預測提供經驗和數據。

9.根據權利要求8所述的石油鉆機遠程在線監測與預測性維護評價方法，其特征在于，自動生成設備健康評價雷達圖包括：

生成關鍵設備泥漿泵健康評價雷達圖，雷達圖中設置對多個部件或系統進行檢測評價的指數，對于每個檢測評價部件的健康指數通過多維度、多參數的大數據分析平臺預測性維護評價方法進行綜合評價；

在雷達圖中，將系統分析得到的評判標準歸一量化為百分制的評分準則，其中，最外圈的線表示為鉆井泵非常理想的工作狀態，量化為100分，依次向里每20分一個量級遞減，60分的線表示為鉆井泵正常或異常的分界線，在雷達圖中，加粗的線表示鉆井泵現在的實時狀態，當現在的實時狀態評價分處于60分和100分之間時，認定為設備正常，當現在的實時狀態評價分處于60分線以內時，認定為設備異常，距離60分線越遠，異常情況越嚴重；

在雷達圖右側，設置有鉆井泵現有運行狀態診斷表，該表根據左側的健康雷達圖而得出結論和建議，包括：

設備狀態：正常、輕度異常、中度異?；蛑囟犬惓＃?/p>

情況推斷；

維護建議。