[發(fā)明專利]一種海上離心泵故障診斷方法及系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110647925.5 | 申請日： | 2021-06-10 |
| 公開（公告）號： | CN113339280B | 公開（公告）日： | 2022-09-02 |
| 發(fā)明（設計）人： | 王文祥;秦小剛;于邦廷;賈津耀;徐正海;陳晶華;吳堯增;張琳;楊風允;劉維濱 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司 |
| 主分類號： | F04D15/00 | 分類號： | F04D15/00 |
| 代理公司： | 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245 | 代理人： | 王胥慧 |
| 地址： | 100010 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 海上 離心泵 故障診斷 方法 系統(tǒng) | ||
本發(fā)明涉及一種海上離心泵故障診斷方法及系統(tǒng)，其特征在于，包括以下內(nèi)容：1)根據(jù)預先設定的標準報警閾值和預先建立的正常運行狀態(tài)模型，建立預警模型；2)獲取待測離心泵機組產(chǎn)生的振動數(shù)據(jù)并輸入至建立的預警模型，得到特征向量；3)將得到的特征向量輸入至預先建立的故障預警模型中，若判定為故障，則進入步驟4)；若判定為正常，則完成離心泵機組的故障診斷；4)將得到的特征向量輸入至預先建立的故障診斷概率模型中，確定離心泵機組的故障類別，完成離心泵機組的故障診斷，本發(fā)明能夠擴大故障維度，可以廣泛應用于故障診斷領域中。
技術(shù)領域
本發(fā)明是關(guān)于一種海上離心泵故障診斷方法及系統(tǒng)，屬于故障診斷領域。
背景技術(shù)
海上油氣田離心泵設備由于長期運行在復雜、多變的工況下，設備的故障率是穩(wěn)定生產(chǎn)與提升設備管理面臨的重大挑戰(zhàn)。隨著海上離心泵狀態(tài)檢修策略的推進，越來越多的在線監(jiān)測系統(tǒng)用于海上離心泵的狀態(tài)監(jiān)測中，系統(tǒng)的安全性、可靠性、穩(wěn)定性以及測量結(jié)果的準確性直接影響狀態(tài)檢修策略的有效開展。
然而，目前現(xiàn)有的離心泵在線監(jiān)測系統(tǒng)多采用標準報警閾值方法預警，存在以下問題：1)海上離心泵設備工況變化頻繁，單一標準化預警閾值會造成大量的虛警和誤警；2)不具備分析診斷的功能，未考慮海洋石油的特點。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種準確度高的海上離心泵故障診斷方法及系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種海上離心泵故障診斷方法，包括以下內(nèi)容：
1)根據(jù)預先設定的標準報警閾值和預先建立的正常運行狀態(tài)模型，建立預警模型；
2)獲取待測離心泵機組產(chǎn)生的振動數(shù)據(jù)并輸入至建立的預警模型，得到特征向量；
3)將得到的特征向量輸入至預先建立的故障預警模型中，若判定為故障，則進入步驟4)；若判定為正常，則完成離心泵機組的故障診斷；
4)將得到的特征向量輸入至預先建立的故障診斷概率模型中，確定離心泵機組的故障類別，完成離心泵機組的故障診斷。
進一步地，所述步驟1)的具體過程為：
1.1)根據(jù)待測離心泵機組正常運行時的負荷和振動數(shù)據(jù)，建立待測離心泵機組的正常運行狀態(tài)模型；
1.2)設定標準報警閾值；
1.3)根據(jù)設定的標準報警閾值和建立的正常運行狀態(tài)模型，建立預警模型。
進一步地，所述步驟2)的具體過程為：
2.1)獲取待測離心泵機組產(chǎn)生的振動數(shù)據(jù)，并將獲取的振動數(shù)據(jù)輸入至建立的預警模型；
2.2)預警模型對輸入的振動數(shù)據(jù)進行低通濾波，去除低頻干擾；
2.3)預警模型提取出濾波后振動數(shù)據(jù)的4個時域特征和8個頻域特征，并對提取的特征進行歸一化處理，得到一個12維的特征向量。
進一步地，所述步驟2.2)中12維的特征向量包括濾波前的振動烈度值、濾波后的振動烈度值、加速度波形的歪度值、加速度波形的峭度值、濾波前頻域四個特征以及濾波后頻域四個特征，頻域的四個特征包括0～10Hz頻譜能量比例、10～1KHz頻譜能量比例、1KHz～3KHz頻譜能量比例和3KHz以上頻譜能量比例。
進一步地，所述離心泵機組的故障類別包括不平衡、不對中、轉(zhuǎn)子彎曲、動靜間摩擦、旋轉(zhuǎn)失速、喘振和軸承故障。
進一步地，所述不平衡的特征頻率成分為轉(zhuǎn)子的1x成分，其中，x為轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)頻率；
所述不對中的特征頻率成分為轉(zhuǎn)子的2x成分；
所述轉(zhuǎn)子彎曲的特征頻率成分為轉(zhuǎn)子的1x成分；
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