钻井泵在线监控系统研究
吕治忠，等
钻井泵在线监控系统研究
Study on the Online Monitoring System of Drilling Pump
吕治忠钟功祥林宁！唐顺东？
（西南石油大学机电工程学院"，四川成都610500；川庆钻探安全环保质量监督检查研究院”，四川德阳618300）
摘要：介绍了一种钻并系在线实时监测系统，该系统可准确测量钻并泵工作中的各种参数。系统采用感应供电模块和ZigBee无线通信，解决了钻并泵在线数据实时监控系统供电及数据传输间题，实现了钻并泵工作参数的实时监控及部分故障的初期诊断。系统操作简单、性能稳定，满足国内外钻并泵监控和安全生产的需要。
关键词：钻井泵实时监控故障诊断参数检测ZigBee传感器
中图分类号：TP274+.2
文献标志码：A
Abstract; The online real time monitoring system for drilling pump is introduced; the system accurately measures various pearameters in operation of drilling pump. By adopting the induction power supply module and ZigBee wireless communication, the power supply and data transmission for online real time monitoring system of the driling pump are achieved, and real time monitoring of the operating parameters and partial early fault diagnosis of the pump are implemented. The system features ease operation and stable performance, thus the demands for monitoring and safety production of the drilling pumps at home and abroad are satisfied.
Keywords; Drlling pumpReal-time monitoringFault diagnosis Parameter detectionZigBeeSensor
0引言
目前，钻井过程中钻井泵的参数监控仅有泵冲，缺乏对钻井泵工作性能的了解。钻井泵是石油钻机的关键设备之，其主要作用是在高压下向井底输送高黏度、高密度和较高含沙量的液体，以便冷却钻头，携带出岩屑，辅助钻头钻进，并可作为井底动力钻具的动力液[1]。钻井泵的工况复杂，环境恶劣，保养条件极差[2]，尤其液力端故障率高，检修周期短。
钻井泵在线监控系统能对钻井泵的关键参数进行实时监控，并计算出工作中的相关派生参数，及时预防和处理工作中可能出现的故障，提高钻井泵工作的可靠性和安全性，保证钻井过程的顺利进行。钻井泵在线监控系统实现了就地和远程监控的结合，大大提高了监测的自动化程度，减少了工作量[3]。
钻井泵监控参数的确定 1
在工作过程中，钻井泵的检测参数较多，为保障现有钻井泵监控系统的现场安装，经分析后选择了对钻并泵工作影响较大、测试方便的重要参数。
修政揭收到目期：2012-07-06。
第一作者品治（1970-），男，1995年车业于西南石油大学机城制速工艺与设备专业，获学士学任，讲师；主要从事石油机电投制系统设计研究等工作。
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万方数据
通过对钻泵的结构、工作情况及工作参数的研究，分析出主要的测试参数有：液力端出口压力、流量，泵冲，动力端主轴承温度、滑油压力、温度，驱动电机的电压、电流等。派生的相关参数有：水功率、票效率、泵
阀工作情况、总实际效率、理论效率等。 1.1出口流量测量
由于钻井泵工作的压力高，介质成分复杂，在液相介质中含有大量固体颗粒，因此出口流量测量采用的是多普勤超声波流量计。该流量计能对液体、液固等二相流进行检测，并完全克服了温度影响(4)，简化了流量传感器的安装。使用时只需要将超声波探头夹持在现有
的钻井泵出液口的高压金属上便能实现流量测量。 1.2出口压力测量
钻井泵的液力端出口压力是钻井泵工作的一个重要参数。该参数直接反映了泥浆输送压力的高低，是计算水功率、理论水功率、泵效等的必需参数。测量出
口压力采用的是抗震压力变送器。 1.3滑润油温度压力测量
润滑油的工作压力和温度是判断动力端轴承、齿轮工作情况的重要指标之一。如果动力端工作性能不好，将会引起润滑油温度的上升速率增加；如果润滑系统管路堵塞，将会引起管路压力上升；如果润滑油液位太低，润滑油工作压力会降到零。测试时采用的是温压变送器，同时进行温度、压力测试。
PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVoL34No.6June2013