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客户应用 | 必创科技智能传感器赋能油田行业机泵设备智能化管理

点击: 次  来源:必创科技 时间:2023-01-05

 

小编导读

某油田客户通过使用必创科技无线温振传感器VA330+小程序BeeMonitor搭建的机泵故障预警诊断系统,应用于油田生产作业现场机泵设备,节约了螺杆泵使用运维费用,经实地验证具备推广价值。

研究背景

油田生产过程中,机泵作为关键的动力驱动单元,其作用贯穿于油、气、水介质的输送工作,常见机泵包括螺杆泵、离心泵、往复泵、齿轮泵等,目前业内主要利用SCADA系统(数据采集与监视控制系统)监测机泵工作状态。

SCADA系统:主要用于监测螺杆泵的进出口压力、瞬时流量,结合流量变化曲线分析机泵运行正常与否,各参数是否处于正常范围。

原SCADA系统缺点在于无法精确分析螺杆泵各部位振动是否正常,各连接件及密封件有无失效,定子和转子摩擦温度是否正常。维保人员只有在设备发生严重故障时才能得知情况,容易导致设备宕机,影响生产任务达成,甚至造成经济损失。

应用研究

针对油田生产过程中所遇技术难题,必创科技自主研发的无线温振传感器VA330,搭载微信小程序BeeMonitor,可长期在线监测设备健康状况,掌握设备运行状态,有效预判设备运行中可能出现的故障隐患,真正做到故障预诊、状态定级及智能化维护。

 




工作原理

 

无线温振传感器VA330通过磁吸方式装配于机泵所需检测部位,对机泵坐标轴(X轴、Y轴、Z轴)的机械振动信号每隔10分钟采集一次数据,并生成振动时域波形和特征曲线,通过波形图判断机泵振动是否处于正常范围,对即将产生故障的设备及时进行监测和预警,同时结合振动曲线变化自主形成数据库,实时将设备故障位置同步维保人员,从而达到故障预警、分析诊断、智能化管理等功能。

安装现场

安装现场

振动特征图及故障监测

 

故障分析

故障一

连接件断裂失效时的波形图,如图1所示,当机泵连接件发生断裂时(以联轴器、万向节为例),X、Y、Z三轴方向的坐标烈度值从3.5mm/s~4.0mm/s下降到0.5mm/s~0.8mm/s。此时设备一级报警显示“该机泵传动机构连接件存在失效,请及时处理”。

图1 连接件失效特征图

故障二

如图2所示,机泵进口过滤器出现堵塞时,X、Y、Z三轴方向的加速度峰值显示不连续振动,说明过滤器滤网堵塞,泵的出口流量不均匀。此时设备一级报警显示“该机泵过滤器出现堵塞,请及时清理”。

图2 机泵进口过滤器堵塞振动异常波形图

故障三

如图3所示,机泵的定子和转子间隙变大时,Y轴的加速度峰值明显增大,Z轴的振动烈度出现明显尖峰,此时该监测分析系统显示“机泵的定子和转子间隙变大,注意流量变化”。

图3 机泵定子与转子间隙异常波形图

应用创新

  • 智能化监测诊断,对设备维护、保养提供科学指导。
  • 适用范围广,油田机械设备皆可安装,有效实现故障诊断和监测。
  • 通过手机终端随时查看设备工况,不受工作环境限制,灵活性高。
  • 通过VPN与生产网进行链接共享,添加设备三维动态模型和剖视图,提供更加直观生动的监测界面,结合自主形成的数据库,可设置常见故障原因进行诊断说明,维护设备实现对症下药。

研究成果

  • 运行稳定,安全可靠:机泵运行中出现故障自动形成数据库,诊断及时、分析准确。
  • 成本低、效益高:科学预判设备状态,大幅降低机泵维修频次及运维成本。
  • 提升效率:在机泵发生故障初期,及时预警诊断,避免造成部件损坏或失效,提升机泵工作效率。
  • 改善环境:智能采集分析,远程实时监测,替代人工巡检与油田物联网无缝衔接。

应用情况

机泵故障预警诊断系统应用于客户作业区多个站点,实现螺杆泵过盈量自动监测与故障诊断功能。该系统安装简单,使用方便,通过微信小程序即可监测机泵运行工况,真正实现设备智能化诊断,降低人工巡检频次,节约设备运维成本。

带来价值

经济效益

机泵故障预警诊断系统应用于作业现场,单台螺杆泵年节约费用9.66万元,单台螺杆泵年减少经济损失14.76万元。

社会效益

  • 避免因监测不到位导致机泵损坏引发人身伤害,防止事故,杜绝灾难性故障。
  • 机泵故障停运可能存在憋罐及管线憋压风险,导致原油泄漏,环境污染。
  • 超前预警,预防机泵故障运行,提高机泵使用效率及寿命。
  • 确保设备长期处于良好运行状态,实现机泵低能耗运行。
  • 突破时空限制,手机、电脑均可监控,降低劳动强度,提高人力资源。

推广价值

机泵故障预警诊断系统安全可靠,应用效果显著,具备油田设备应用推广价值。经实地验证,预计在20台螺杆泵上安装该诊断系统,可节约费用193.11万元,减少经济损失295.13万元。

必创科技传感器产品已完成第三方检测,性能稳定,安全可靠,用户可放心选择。

校准证书

必创科技无线温振传感器VA330搭载小程序BeeMonitor已广泛部署于油田机泵设备,并经实地验证取得显著效果及具备推广价值。未来,我司将持续提升产品品质,优化技术方案,持续赋能行业机械设备智能运维。