机泵故障预警诊断与远程监测系统

1、成果简介 在油田生产过程中，螺杆泵是输送油、气、水介质的重要设备，其主要工作参数之一是定子与转子间的过盈量。过盈量过大会增加泵轴扭矩、加剧定子与转子之间的磨损，影响泵的寿命；过盈量过小会降低泵的容积效率，进而影响泵的系统效率。因此，合理的过盈量是确保泵平稳运行，实现低能耗、长寿命的基础。 机泵故障预警诊断与远程监测系统，运用TRIZ创新方法多方案组合，通过温度、加速度、位移传感器处理分析后，生成振动曲线，实现远程诊断设备故障。同时，该装置能够结合振动曲线的变化完成自我学习，形成故障事件数据库，显示故障对话框，实现故障预警、分析诊断等功能，机泵故障预警诊断与远程监测系统实时采集机泵空间坐标系（X轴、Y轴、Z轴）上的振动信号，振动信号是机电系统状态监测和故障诊断的重要方法，通过采集分析，形成时域波形，结合波形图可以判断出机泵振动是否在正常范围内，对即将产生的设备故障进行监测和预警，防止设备带病运行，降低设备维护频率与保养成本，提高设备运行效率和生命周期。 2、主要创新点 本项目通过对机泵振动规律深入剖析，以故障诊断与远程监测为切入点进行科技创新，研发机泵故障预警诊断与远程监测系统，智能诊断科学可靠具备自主学习功能，随时完善更新故障曲线数据库；远程监测灵活性高通过手机、电脑终端实时监测，突破时间空间限制；预警诊断减少损失设定故障阈值，实现故障提前预警，降低设备故障率适应性强；适用面广通过振动监测分析，故障诊断，适用于多种机械设备。同时响应迅速内置高频响、高精度MEMS三轴向加速度传感器，频响高达20KHz，采样频率可达128KHz；低功耗、高性能ARM处理器，可搭载更多专业算法；频谱分析特征值与时域信号互补，可有效完善设备的预测性维护及故障定位；云平台服务搭载BeeLPW工业物联网协议模块，无线同步精度优于0.1ms，1000节点同时、同步在线，支持中继覆盖，适应复杂环境的网络通讯要求。 该成果创新点包括： 创新点1：多种传感器综合运用，全方位监测螺杆泵运行情况。 创新点2：建立智能监测平台，实现智能化诊断监测。 创新点3：建立手机APP程序，突破时间空间限制，设备监测分析更加灵活。 创新点4：数据库自主学习，实现故障曲线数据实时更新。 创新点5：可适用于各种机械设备，根据不同振动规律，判断故障类型。 3、经济效益 第十采油厂创新成果机泵三轴温振故障诊断与远程监测装置在乔河作业区刘玲玲站、柔远作业区陈一增等6个站应用试验后。通过成本核算、维修周期等数据前后对比。使用机泵三轴温振故障诊断与远程监测装置后，单台螺杆泵年节约费用9.66万元，单台螺杆泵年减少经济损失14.76万元。 预计2022年在20台螺杆泵上安装该装置，可节约费用193.11万元，减少经济损失295.13万元。 4、推广应用情况 第十采油厂科技创新成果机泵三轴温振故障诊断与远程监测装置乔河作业区、柔远作业区刘玲玲中心站、陈一增增压站等6个班站推广使用后，有效降低螺杆泵运行时出现的故障，减少了螺杆泵运行过程中转子与定子的磨损，实现了螺杆泵过盈量自动监测与故障诊断功能，安装简单，使用方便，通过手机APP就能对机泵的工况进行监测，实现设备智能化诊断，降低人工巡检的频次，节约设备运行成本。现已在第十采油厂应用6套，安全可靠，应用效果显著，具备生产现场推广应用价值。