[发明专利]一种压裂泵监测系统及方法

说明书

本发明提供了一种压裂泵监测系统及方法，涉及油田增产设备运行维护领域。本发明所述的压裂泵监测系统，包括压力传感器、振动传感器和故障诊断装置，所述压力传感器和所述振动传感器设置在压裂泵上，所述故障诊断装置分别与所述压力传感器及所述振动传感器连接。本发明所述的技术方案，通过设置压力传感器和振动传感器收集压裂泵相关位置的压力信号和振动信号，并可以通过故障诊断装置诊断压裂泵的运行状态，例如，故障诊断装置根据压力传感器和振动传感器的采集信号对压裂泵的运行状态进行诊断，进而能够实现对压裂泵故障的及时排查，提高了压裂泵的运行安全性。

技术领域

本发明涉及油田增产设备运行维护领域，具体而言，涉及一种压裂泵监测系统及方法。

背景技术

油气开发过程中，压裂泵使用极为广泛，如油气田压驱注水和酸化压裂是提高采油、采气、注水量和提高采收率的重要施工手段。压裂泵作为上述施工手段的核心设备，存在加工制造难度大、装配要求严格和设备价值昂贵等特点。

由于运行环境十分恶劣，通常处于高压力(几十甚至上百兆帕)、大排量(0.5至3.0方/分钟)、强腐蚀(盐酸、土酸等酸性液体)和严重磨蚀(高浓度石英砂、陶粒等压裂支撑剂)等恶劣运行环境下，常出现装配不达标、零件润滑不足磨损、松动撞击异响、轴承滚动钢柱/钢球碎裂和液体控制键阀体关闭卡阻延迟等问题。而出于安全考虑，维修人员无法靠近监测以实施检修，既有问题与故障在施工时不断加剧与恶化，甚至会导致安全事故。

发明内容

本发明解决的问题是如何提高压裂泵运行安全性。

为解决上述问题，本发明提供一种压裂泵监测系统，包括压力传感器、振动传感器和故障诊断装置，所述压力传感器和所述振动传感器设置在压裂泵上，所述故障诊断装置分别与所述压力传感器及所述振动传感器连接。

本发明所述的压裂泵监测系统，通过设置压力传感器和振动传感器收集压裂泵相关位置的压力信号和振动信号，并可以通过故障诊断装置诊断压裂泵的运行状况，例如，故障诊断装置根据压力传感器和振动传感器的采集信号对压裂泵的运行状态进行诊断，进而能够实现对压裂泵故障的及时排查，提高了压裂泵的运行安全性。

可选地，所述压裂泵包括动力端总成、液力端总成和拉杆，所述拉杆的两端分别与所述动力端总成及所述液力端总成连接，所述压力传感器安装在所述液力端总成上，所述振动传感器安装在所述动力端总成上。

本发明所述的压裂泵监测系统，通过在液力端总成上安装压力传感器以及在动力端总成上安装振动传感器，有效减少外界背景干扰，提高了采集信号的准确性，进而能够实现对压裂泵故障的及时排查，提高了压裂泵的运行安全性。

可选地，所述动力端总成的曲轴端设置光电滑环，所述振动传感器通过所述光电滑环安装在所述曲轴端。

本发明所述的压裂泵监测系统，通过设置光电滑环将旋转曲轴内光信号接出连接到光信号调制调解器，确保采集的振动信号逼真可靠，提高了采集信号的准确性，进而能够实现对压裂泵故障的及时排查，提高了压裂泵的运行安全性。

可选地，所述液力端总成设置有锁紧螺母，所述压力传感器安装在所述锁紧螺母上。

本发明所述的压裂泵监测系统，通过设置压力传感器安装在锁紧螺母上，规避了分析诊断不利影响，提高了采集信号的准确性，进而能够实现对压裂泵故障的及时排查，提高了压裂泵的运行安全性。

可选地，所述压力传感器为F-P光纤压力传感器，所述振动传感器为DAS光纤振动传感器。

本发明所述的压裂泵监测系统，通过设置压力传感器为F-P光纤压力传感器，振动传感器为DAS光纤振动传感器，现对压裂泵运行状态的监测，进而能够实现对压裂泵故障的及时排查，提高了压裂泵的运行安全性。

可选地，所述压裂泵监测系统还包括光纤调制解调器，所述压力传感器和所述振动传感器分别通过所述光纤调制解调器与所述故障诊断装置连接。