[发明专利]钻井泵同心度数字化调整系统及调整方法

说明书

技术领域

本发明属于石油及天然气钻井控制技术领域，涉及一种基于ZigBee网络的钻井泵同心度数字化调整系统，本发明还涉及该种基于ZigBee网络的钻井泵同心度数字化调整方法。

背景技术

在钻井泵的装配过程中，通过改变下导板垫片厚度来调整十字头与机架前墙板中心孔间的同心度。钻井泵同心度调整结果直接影响十字头与导板间的接触力及运动轨迹。当同心度跳动量过大时，会造成钻井泵运转不畅，导板、十字头磨损、缸套偏磨，直接影响产品质量及使用寿命。

现有的同心度调整方法为：1)将工装杆安装在十字头上；2)将十字头安放在上、下导板间，加配重块，确保十字头下部圆弧面紧贴下导板；3)当十字头位于前、后两死点位置时，测量工装杆与前墙板中心孔水平、竖直方向的间距；4)装配人员根据测量数据及个人经验调整下导板垫片厚度；5)重复3)、4)工步，直至工装杆与前墙板中心孔的同心度调整结果符合工艺要求。

现有的钻井泵同心度调整方法存在的不足是：调整时间长；调整后同心度跳动大；同心度调整结果不稳定；对员工操作经验及操作水平依赖程度高。这一系列的缺点制约了钻井泵的装配精度，延长了装配周期，增加了装配成本。现今钻井泵市场竞争日益激烈，如何提高钻井泵质量，缩短产品周期，降低产品成本已成为关键的、急待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于ZigBee网络的钻井泵同心度数字化调整系统，解决现有钻井泵同心度调整方法对员工操作经验及操作水平的过度依赖，不能实现钻井泵同心度装配参数实时通信、实时处理的难题。

本发明的另一目的是提供一种基于ZigBee网络的钻井泵同心度数字化调整方法，解决现有技术中钻井泵同心度调整周期长；同心度调整结果波动大；同心度调整精度低的问题。

本发明采用的技术方案是，一种基于ZigBee网络的钻井泵同心度数字化调整系统，包括现场操控终端、数据协调终端和数据处理计算机，现场操控终端通过ZigBee无线网络与数据协调终端互联，数据协调终端通过串口通信与数据处理计算机互联。

本发明采用的另一技术方案是，一种基于ZigBee网络的钻井泵同心度数字化调整方法，依赖于上述的基于ZigBee网络的钻井泵同心度数字化调整系统，按照以下步骤实施：

步骤1：现场测量并输入钻井泵同心度数据

操作人员现场将十字头依次置于前点及后点位置，分别测量工装杆与前墙板中心孔竖直、水平方向的间隙数值，测量数据均以mm为单位；然后使用现场操控终端的矩阵键盘分别输入前点上下竖直间隙Z_C1，Z_C2，前点左右水平间隙Y_C1、Y_C2，后点上下竖直间隙Z_C3，Z_C4，后点左右水平间隙Y_C3、Y_C4；

步骤2：发送现场实测数据

完成现场实测数据的输入后，操作人员在现场按下现场操控终端上的发送键，现场操控终端自动将所输入的实测数据打包，通过ZigBee无线网络发送至数据协调终端；

步骤3：数据协调终端接收现场实测数据

数据协调终端通过ZigBee无线网络接收现场操控终端发送来的钻井泵同心度实测数据；

步骤4：数据协调终端向数据处理计算机转发现场实测数据

数据协调终端使用串口通信技术，自动将接收到的实测数据转发至数据处理计算机，并等待数据处理计算机的数据反馈；

步骤5：数据处理计算机求解最优垫片调整数据

数据处理计算机接收到数据协调终端发送来的实测数据后，调用预置的钻井泵同心度调整数学模型，求解垫片的最优调整厚度；

步骤6：数据处理计算机将垫片的调整数据反馈给数据协调终端；

步骤7：数据协调终端向现场操控终端发送垫片的调整数据；

步骤8：现场操控终端接收并显示垫片的调整数据；

步骤9：操作人员现场调整各个垫片的厚度

现场操作人员根据现场操控终端显示的垫片的调整数据，依次调整下导板四个支撑点处的垫片厚度，最后拧紧下导板各处固定螺栓，完成钻井泵同心度调整。

本发明的有益效果是，包括以下方面：

1)钻井泵同心度数字化调整系统利用ZigBee技术自动组网，具有复杂度低，体积小，功耗低，便于携带，可实时、实地的完成现场同心度装配参数的输入、处理，及反馈，弥补了现有钻井泵装配技术的不足。