[发明专利]一种压裂泵故障检测系统及方法

说明书

本发明提供了一种压裂泵故障检测系统及方法，涉及工程机械技术领域，故障检测系统应用于压裂泵，压裂泵包括十字头、上滑轨和下滑轨，且十字头滑动连接于上滑轨和下滑轨之间，压裂泵故障检测系统包括控制器和传感器组件，上滑轨的上标定位置和下滑轨的下标定位置处分别设置有传感器组件，传感器组件包括应变传感器、线速度传感器和温度传感器的至少一种，传感器组件与控制器电连接。通过在上滑轨和下滑轨分别设置传感器组件，进而就可以通过传感器组件检测相应的参数，控制器就能够根据检测到的实际参数值与判断阈值进行比较，进而判断吸入阀密封件或/和排出阀密封件是否受损失效。

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种压裂泵故障检测系统及方法。

背景技术

压裂作业是提高油气产量和可采储量的一项重要措施。压裂泵则是压裂作业的主要执行机构。针对压裂施工的工况，要求压裂泵具备压力高、排量大、耐腐蚀及耐磨性强等特点，这使得压裂泵的液力端密封件容易磨损，尤其是上侧的排出阀密封件和下侧的吸入阀密封件需要频繁更换。现有压裂泵通常为5缸泵或更多缸，每缸有2套阀体密封需进行检修维护，维护工作量大。通常压裂泵设备使用定期维护模式，但是这种定期维护模式会出现过度维修与维修不及时的情况，过度维修会造成易损件的浪费，增加非必要的工作，维修不及时会导致在运行过程中出现故障，造成设备出现非计划停机，影响整个压裂施工过程。

发明内容

本发明旨在解决现有的压裂泵不能准确并及时得知液力端密封件是否受损的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种压裂泵故障检测系统，应用于压裂泵，所述压裂泵包括十字头、上滑轨和下滑轨，且所述十字头滑动连接于所述上滑轨和所述下滑轨之间，所述压裂泵故障检测系统包括控制器和传感器组件，所述上滑轨的上标定位置和所述下滑轨的下标定位置处分别设置有所述传感器组件，所述传感器组件包括应变传感器、线速度传感器和温度传感器的至少一种，所述传感器组件与控制器电连接。

本发明提供的一种压裂泵，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：

压裂泵除了包括上滑轨、下滑轨和十字头之外，通常还包括曲柄、曲柄连杆柱塞连杆和柱塞，其中，曲柄转动时，能够通过曲柄连杆带动十字头在上滑轨和下滑轨之间往复直线运动，进而带动通过柱塞连杆与十字头连接的柱塞往复直线运动，最终实现压裂泵的液力端工作，即，柱塞向后移动时，液力端上侧的排出阀关闭，下侧的吸入阀打开吸入液体，柱塞向前移动时，吸入阀关闭并压缩液体，以使高压液体从排出阀排出。其中，如果液力端的排出阀密封件或/和吸入阀密封件受损失效，在相同工况下的液力端内部一些参数就会发生变化，比如内部压力发生变化，内部温度发生变化，柱塞移动速度会发生变化，这些参数的变化也会导致压裂泵动力端内部的一些参数发生变化，比如上滑轨的实际受力、下滑轨的实际受力、上滑轨的实际温度、下滑轨的实际温度、十字头的移动速度等，因此，本发明通过在上滑轨的上标定位置和下滑轨的下标定位置处分别设置传感器组件，进而就可以通过传感器组件检测相应的参数，并由控制器根据检测到的实际参数值与预设判断阈值进行自动比较，进而判断吸入阀密封件或/和排出阀密封件是否受损失效，而且，由于传感器组件是设置在动力端内部的上滑轨和下滑轨上的，即使需要更换液力端的密封件，也不会因更换密封件而损坏传感器组件，另外，由于下滑轨和上滑轨是固定部件，传感器组件设置在固定部件后，传感器组件也是固定的，检测相关参数的信号检测更加准确及信号传递也更加稳定。

进一步地，两个所述传感器组件中的所述应变传感器分别设置于所述上滑轨的第一上标定位置和所述下滑轨的第一下标定位置，所述上滑轨的所述第一上标定位置为所述上滑轨的中部，所述下滑轨的所述第一下标定位置为所述下滑轨的中部。

本发明还提供一种压裂泵故障检测方法，基于如前所述的压裂泵故障检测系统，该压裂泵故障检测方法包括：

通过设置在上滑轨处的传感器组件和设置在下滑轨处的传感器组件分别获取相应的参数值；

根据所述参数值与预设判断阈值，确定压裂泵的吸入阀密封件或/和排出阀密封件是否失效。