[发明专利]一种钻井泵无人值守系统

说明书

本发明公开一种钻井泵无人值守系统，包括信号采集系统、通讯系统、本地监测系统、本地服务器、远程监测系统。信号采集系统的数据经本地服务器发送到本地监测系统和远程监测系统通讯，监测系统实时监测钻井泵的运行状态，推送维保信息、告警信息和故障诊断信息，辅助检查钻井泵的各部件状态。本系统可以实现钻井泵无人值守，大大降低了劳动强度，充分利用制造商对于钻井泵的维护保养、故障诊断方面的专业知识，时刻保障钻井泵处于健康状态运行。

技术领域

本发明涉及油田钻井技术领域，具体涉及一种钻井泵无人值守系统。

背景技术

钻井泵是石油钻机循环系统的重要设备之一，钻井泵将高压钻井液经循环管汇输送至井底，用于冷却钻头、清洁井底、破碎岩石、携带岩屑和平衡地层压力等。钻井泵在钻机作业中具有不可替代的作用，目前在正常作业过程中为专人24小时值守，实时检查钻井泵的工作状态和各项仪表数据，确保钻井泵工作正常，吸入和排出稳定、恒压恒流的钻井液。目前这种专人值守的工作方式，需要至少2名工作人员轮流倒班，而现场工作环境恶劣、嘈杂，且具有较高的安全风险，对钻井泵的检查维保也依赖值守人员的工作经验；钻井泵制造商具备更专业、全面的钻井泵维保知识，然而在实际使用过程中制造商很难将这些知识发挥作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种一种钻井泵无人值守系统，解决了现有技术中存在的传统钻井泵值守方式人力劳动强度大、检查维保方式依赖值守人员经验的问题；提供一种将维保知识、钻井泵状态数字化、信息化，且无需专人时刻值守的钻井泵无人值守系统。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种钻井泵无人值守系统，包括信号采集系统，信号采集系统连接有通讯系统，通讯系统连接有本地监测系统、本地服务器以及远程监测系统。

信号采集系统用于采集钻井泵运行过程中的数据，包括传感器信号采集系统、控制器数据采集系统、振动信号采集系统和视频信号采集系统；

所述通讯系统包括依次连接的无线发送模块、无线接收模块、设备层网络交换机、数采网关、应用层网络交换机和无线网桥。

传感器信号采集系统与无线发送模块相连，所述控制器数据采集系统与设备层网络交换机相连，所述设备层网络交换机与无线接收模块、数采网关相连，所述数采网关与应用层网络交换机相连，所述应用层网络交换机与振动信号采集系统、视频信号采集系统、无线网桥、4G路由器、本地服务器相连，所述无线网桥与本地监测系统相连。所述通讯系统用于将信号采集系统的数据传输至本地服务器，本地服务器与本地监测系统通讯，本地服务器通过4G路由器与远程监测系统通讯；所述通讯系统包括无线发送模块、无线接收模块、设备层网络交换机、数采网关、应用层网络交换机、无线网桥、4G路由器，所述本地监测系统包括上位机。所述远程监测系统包括IOT数据中心、远程监测站、移动监测端。

传感器信号采集系统包括钻井泵传感器和信号采集器，钻井泵传感器与信号采集器相连，信号采集器与无线发送模块相连；钻井泵传感器包括压力传感器、温度传感器，用于检测钻井泵的单缸压力、排出压力、主要运动部件的温度等参数；信号采集器具有多个通道，对多个钻井泵传感器的模拟信号统一采样，并将其转换为数字信号，经由无线发送模块发送数据。

控制器数据采集系统包括控制器，控制器与设备层网络交换机相连，用于控制钻井泵的运行，包括钻井泵、灌注泵、喷淋泵、润滑泵、风机的启停，以及钻井泵冲速的设定等功能，采集钻井泵的运行状态参数，包括钻井泵启停、转速、电流、冲速等参数，与钻井泵传感器互为补充，经由设备层网络交换机发送数据。

振动信号采集系统包括振动高频传感器、高频采集器、振动处理服务器，高频采集器与高频传感器、振动处理服务器相连，振动处理服务器与应用层网络交换机相连。振动高频传感器采集主要运动部件的振动信号，经高频采集器发送到振动处理服务器，振动处理服务器用于处理振动信号，生成可用于振动分析的数据，经由应用层网络交换机发送数据。