故障诊疗技术在石油装备中的应用专家讲座

第八章故障诊疗技术在石油装备中应用一、裂纹检测二、注水站监测与控制三、油井示功图检测四、钻井泵检测与寿命预测五、柴油机故障诊疗六、管道泄漏检测1故障诊疗技术在石油装备中的应用第1页一、裂纹检测在机械构件或零部件材质中，缺点是难以防止，但最危险是出现裂纹缺点。这种缺点产生原因很多，有是热加工引发，有是焊接不良造成。也有是经过长久运行后所产生疲劳裂纹、蠕变裂纹。假如运行机件上裂纹产生扩展，就会对设备安全和生产安全造成很大威胁甚至严重后果。2故障诊疗技术在石油装备中的应用第2页（l）表面检测裂纹技术1）渗透染色法——惯用简易方法清理机件表面—均匀喷洒渗透液—清洗液表面混合液—喷洒显像液——识别2）荧光渗透法。在普通渗透液中加入荧光剂，用一样方式检验机件孔隙和裂纹，在紫外线照射下，在荧光渗透液渗透裂纹、孔隙处显出强烈黄绿色光芒，就能检出裂纹所在。3故障诊疗技术在石油装备中的应用第3页3）磁粉法利用磁粉细粒，在进入由裂纹而引发漏磁场时，就会被吸住留下。因为偏磁场比裂纹宽，故积聚磁粉可用肉眼轻易看出，以判断裂纹存在。4故障诊疗技术在石油装备中的应用第4页4）涡流检测法利用涡流裂纹探测器，当探测器通上交流电时，同时产生磁通和涡流。当探测器接触裂纹时，迫使涡流绕过裂纹而减弱了探测器线圈绕组内电感量而取得电压上改变，即在仪器刻度盘上显示出对应数值或发出报警声。5故障诊疗技术在石油装备中的应用第5页ACFM水下裂纹检测仪ACFM步行式信息搜集器6故障诊疗技术在石油装备中的应用第6页（2）射线探测法在设备诊疗中，惯用易于穿透物质X、γ射线，来检测物体材料内部结构或缺点。它作用原理类似于人体X光健康检验。7故障诊疗技术在石油装备中的应用第7页（3）超声波探伤法此法是利用发射高频超声波（1～10MHz），从探头射入到被检物体中，倘若内部有缺点，则一部分入射超声波在缺点处被反射或衰减，然后经探头接收后再放大，由显示波形来确定缺点部位及大小。8故障诊疗技术在石油装备中的应用第8页（4）声发射检测法当设备一些部位缺点在外力或内应力作用下发生扩展时，因为能量释放会产生声波，并向四面传输，安放在被测表面上传感器接收到这种信号，经放大和数据处理，来确定声源位置，并判断缺点严重程度。在对锈蚀和裂纹十分敏感许多设备中，这种方法得到广泛应用。9故障诊疗技术在石油装备中的应用第9页如钻杆探伤检测在l1＝3.1m及l2＝5.36m处安装两组传感器X=6.85m

10故障诊疗技术在石油装备中的应用第10页二、注水站监测与控制注水站测控系统是泵站实现自动化最基础、最主要组成部分，其可靠性和精度直接影响泵站正常运行。整个测控系统对提升注水生产效率起着非常主要作用。它所完成主要功效是对现场参数进行采集，并转换成4～20mA标准信号，送到显示仪表、控制仪表或计算机模拟量输入接口，经过对数据处理统计、分析、比较，最终实现对注水泵压力、流量闭环调整，对注水泵前置增压泵变频转速控制，实现设备及系统自动保护功效。

11故障诊疗技术在石油装备中的应用第11页PCP控制技术PCP（PumpControlPump)技术，即泵控泵技术。它是基于双泵串联，经过对前置泵机组变频仪表测控来控制注水泵工作点，使其一直在高效区，从而使系统效率最高，到达节能目标，也使系统运行参数能够进行智能调整。12故障诊疗技术在石油装备中的应用第12页PCP技术原理13故障诊疗技术在石油装备中的应用第13页三、油井示功图检测示功图井口示功图泵示功图抽油机检测14故障诊疗技术在石油装备中的应用第14页四、钻井泵检测与寿命预测检测项目：动力端主轴承连杆主轴承液力端阀体液力端活塞寿命预报：轴承主要方法为振动检测。15故障诊疗技术在石油装备中的应用第15页钻井泵检测布置16故障诊疗技术在石油装备中的应用第16页钻井泵检测与寿命预测软件17故障诊疗技术在石油装备中的应用第17页钻井泵检测与寿命预测软件18故障诊疗技术在石油装备中的应用第18页钻井泵检测与寿命预测软件19故障诊疗技术在石油装备中的应用第19页钻井泵检测与寿命预测——轴承试验台20故障诊疗技术在石油装备中的应用第20页五、柴油机故障诊疗柴油机是往复式运动机械，和旋转式运动机械相比，故障诊疗愈加复杂。柴油机属于机械设备，有着机械设备故障诊疗共性。但和其它机械设备相比，现有旋转运动，也有往复运动；柴油机振源有转动件不平衡惯性运动力，有往复运动件惯性运动力，由运动件间间隙造成碰撞，也有阀与阀座间工作时相互碰撞，有弹簧造成冲击力，更有燃烧所产生暴发冲击。因而振动源多，运动部件多，工作复杂，经过对它故障诊疗技术研究，能够对故障诊疗研究起更大推进作用。21故障诊疗技术在石油装备中的应用第21页1.测试仪器⑴数据采集系统包含各种放大电路和数采电路，共有电荷放大器电路，压力采集电路，脉冲采集电路，转速采集电路，电压采集电路等⑵便携式计算机⑶各类传感器加速度传感器光电传感器靠近传感器压力传感器温度传感器22故障诊疗技术在石油装备中的应用第22页2．软件系统⑴数据采集系统，控制硬件进行数据采集。⑵自动处理系统自动调用各种诊疗方法、模型，对数据进行处理分析，提取故障特征。⑶故障推理系统，依据故障特征，对故障进行推理识别。⑷知识库开发系统，对知识库进行维护。⑸知识自学习系统，对诊疗标准库、诊疗知识库进行自适应修正。⑹管理、预测系统，对诊疗结果进行管理、趋势分析。⑺诊疗方法模型库，集成各种诊疗方法、模型。⑻齿轮轴承诊疗系统，对柴油机后面减速箱进行诊疗。⑼辅助工具库，可进行图形分析、采样数据文件维护。23故障诊疗技术在石油装备中的应用第23页3.诊疗方法⑴无负载测功法，其基本原理是：使柴油机与传动系统脱开，加柴油机调速油门至最大，测量加速度值，在已知其转动惯量情况下，便可求出柴油机最大扭矩值，并由此推算柴油机输出功率。⑵单边包络频响函数缸压诊疗法，该方法首先建立缸压信号与缸盖处振动响应之间频响函数关系，由实测柴油机缸盖振动信号经过频响函数反求缸内压力。由此来判断缸内工作情况。24故障诊疗技术在石油装备中的应用第24页⑶燃烧振动比特征诊疗法，因为柴油机结构复杂性和检测工况不稳定性，使诊疗过程中存在着一定不确定性，为此提出将燃烧振动提纯法和单边包络频响函数缸压诊疗法综合起来，利用二者结果进行确诊，以处理诊疗中不确定性。⑷双通道喷油正时诊疗法，该方法利用转速和振动两个信号，转速信号统计本缸暴发时刻转速相位脉冲，振动信号统计缸盖上振动。由二者相对位置检验柴油机各缸喷油正时。25故障诊疗技术在石油装备中的应用第25页⑸基于WVD分布连续撞击信号分离方法，该法用于分离在阀关闭过程中时域重迭连续撞击响应信号，用于深入研究阀运动规律。⑹小波变换法，在柴油机故障诊疗中小波变换用于柴油机暴发波形判别，在转速、振动双通道信号中用于喷油正时诊疗。⑺柴油机总体性能评价和寿命预测，建立了总体评价和寿命预测初步模型，并进行寿命预测基本计算，其算法简单，但准确性和有效性有待于提升。26故障诊疗技术在石油装备中的应用第26页六、管道泄漏检测管道泄露1.油（水）管检漏可用声发射相关分析方法来探测地下油(水)管破损地点。如图所表示，