[发明专利]一种应用于页岩气开采的压裂泵扭矩异常自动检测系统

权利要求书

1.一种应用于页岩气开采的压裂泵扭矩异常自动检测系统，其特征在于，所述压裂泵扭矩异常自动检测系统包括：PLC控制器、泵压采集设备、压裂泵变频器和扭矩异常检测算法单元；其中：

所述泵压采集设备连接所述PLC控制器，采集压裂泵泵压和压裂泵液缸参数传输至所述PLC控制器，计算出理论扭矩值；

所述压裂泵变频器连接所述PLC控制器，读取压裂泵的实际扭矩值；

所述PLC控制器分别连接泵压采集设备、压裂泵变频器和扭矩异常检测算法单元，接收泵压采集设备传输的压裂泵泵压和压裂泵液缸参数、压裂泵变频器传输的实际扭矩值，根据压裂泵泵压理论扭矩值计算公式得到压裂泵理论扭矩值，所述PLC控制器计算出理论扭矩值和实际扭矩值的偏差进而触发扭矩异常检测算法单元工作；

还包括上位机，所述上位机连接PLC控制器，当所述扭矩异常检测算法单元检测到异常时，将异常信息返回给PLC控制器，通过所述PLC控制器将异常输出至所述上位机；

所述扭矩异常检测算法单元连接所述PLC控制器，判断理论扭矩值和实际扭矩值的偏差是否大于扭矩波动范围，若大于，则判断偏差是否满足算法检测的条件，则输出异常信息并报警；所述算法检测的条件包括：采样周期、单次检测周期、波动幅值、超限次数；所述PLC控制器通过算法检测的条件对扭矩是否存在异常进行判断，若存在异常，则通过上位机将异常信息显示出来并启动报警装置报警，便于操作人员获知设备异常情况；通过统计单次检测周期内的实际值与理论值的最大差值是否超过波动幅值来统计超限次数，在采样周期中如果统计超过了超限次数则判断为扭矩波动异常。

2.如权利要求1所述的一种应用于页岩气开采的压裂泵扭矩异常自动检测系统，其特征在于，所述压裂泵扭矩理论值通过获取压裂泵泵压和压裂泵液缸参数计算得到，其公式为：

T=η*9550*5*(π/4)*缸套*缸套*冲程长度*压力*0.000001/(60*4.5161)。

3.如权利要求1所述的一种应用于页岩气开采的压裂泵扭矩异常自动检测系统，其特征在于，还包括算法检测的条件，所述算法检测的条件通过人工根据设备实际应用的情况进行灵活配置。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种应用于页岩气开采的压裂泵扭矩异常自动检测系统，所述压裂泵实际扭矩值通过PLC直接读写变频器，根据变频器驱动压裂泵的运行参数直接获取压裂泵的实际扭矩值。

5.如权利要求1-3任意一项所述的一种应用于页岩气开采的压裂泵扭矩异常自动检测系统，其特征在于，还包括泵压传感器，所述泵压采集设备通过泵压传感器采集压裂泵泵压和压裂泵液缸参数，传送到PLC控制器计算出理论扭矩值。

6.如权利要求1-3任意一项所述的一种应用于页岩气开采的压裂泵扭矩异常自动检测系统，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置连接扭矩异常检测算法单元，在扭矩异常检测算法单元输出异常信息时发出报警。

7.如权利要求6所述的一种应用于页岩气开采的压裂泵扭矩异常自动检测系统，其特征在于，所述报警装置采用蜂鸣器报警。

8.如权利要求1-3任意一项所述的一种应用于页岩气开采的压裂泵扭矩异常自动检测系统，其特征在于，所述扭矩异常检测算法单元内嵌于PLC控制器，通过PLC控制器内置运算单元，进行压裂泵扭矩异常检测。