本文關(guān)鍵詞：基于泵缸壓力測(cè)試的往復(fù)泵性能監(jiān)測(cè)和故障診斷方法研究

  更多相關(guān)文章： 往復(fù)泵液力端 泵缸壓力 示功圖 性能監(jiān)測(cè) 故障診斷 仿生模式

【摘要】：往復(fù)泵作為石油鉆采領(lǐng)域的核心設(shè)備,具有壓力高、功率大、工作環(huán)境惡劣等特點(diǎn),尤其是往復(fù)泵的泵送介質(zhì)含有固體顆�；蚱渌サZ、腐蝕性雜質(zhì)時(shí),其液力端的易損件容易頻繁發(fā)生故障,導(dǎo)致油井作業(yè)不能順利完成,嚴(yán)重故障甚至可能危及到現(xiàn)場(chǎng)工作人員生命財(cái)產(chǎn)安全,造成巨大損失。目前,對(duì)往復(fù)泵液力端的性能監(jiān)測(cè)和故障診斷還沒(méi)有一套完整的適用于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試系統(tǒng),大多依靠有經(jīng)驗(yàn)的工人師傅耳聽(tīng)目測(cè)的傳統(tǒng)診斷方法停機(jī)維修,這種方法不能準(zhǔn)確判斷故障部位及故障程度,需要全部拆開(kāi),一一排查,工作量大,診斷效率低；目前的智能故障診斷方法主要以振動(dòng)信號(hào)測(cè)試為主,但現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中有許多非故障振動(dòng)信號(hào)干擾源。基于振動(dòng)信號(hào)測(cè)試的故障診斷方法受多振源干擾,導(dǎo)致提取故障特征信息困難,建立故障診斷模型復(fù)雜,難以高效、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)往復(fù)泵液力端的性能監(jiān)測(cè)和故障診斷。本文采用基于泵缸壓力測(cè)試的故障診斷方法,不受現(xiàn)場(chǎng)多振源因素干擾,能實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的往復(fù)泵液力端性能監(jiān)測(cè)和故障診斷。首先,本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外往復(fù)泵設(shè)備性能監(jiān)測(cè)和故障診斷方法的充分調(diào)研,分析總結(jié)了往復(fù)泵液力端的常見(jiàn)故障及其原因,提出了基于泵缸壓力測(cè)試的故障診斷方法,研制了一套往復(fù)泵液力端的性能監(jiān)測(cè)和故障診斷硬件系統(tǒng)。其次,加工了一套往復(fù)泵液力端的故障易損件,分別模擬吸入閥閥芯、閥座、彈簧、排出閥閥芯、閥座、彈簧和柱塞7個(gè)故障部位,以及輕微磨損、中度磨損和嚴(yán)重磨損3種不同故障程度,并利用自制研發(fā)的硬件測(cè)試系統(tǒng)在3DS-1/12.5型高壓柱塞泵上進(jìn)行了大量故障模擬試驗(yàn),分別對(duì)正常狀態(tài)和19種故障狀態(tài)進(jìn)行模擬,得出了各種工況下的往復(fù)泵示功圖,并分析了故障示功圖的規(guī)律。通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)示功圖的定性定量分析計(jì)算,表明了該方法在往復(fù)泵性能監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用可信度高,實(shí)驗(yàn)中所用的傳感器可以完全替代生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中的流量計(jì)和壓力表,實(shí)用價(jià)值大。然后,選取各類(lèi)工況的30個(gè)示功圖,通過(guò)矩特征和灰度矩陣兩種特征量提取方法對(duì)各類(lèi)示功圖進(jìn)行圖形特征量提取,獲得了14種工況下420個(gè)示功圖的特征量,將各類(lèi)工況的前20組特征量作為故障識(shí)別的訓(xùn)練樣本集,后10組特征量作為測(cè)試樣本,分別采用支持向量機(jī)算法和仿生模式識(shí)別兩種方法進(jìn)行圖形特征量的分類(lèi)識(shí)別,完成往復(fù)泵液力端的性能監(jiān)測(cè)和故障診斷分析,故障診斷準(zhǔn)確率高達(dá)92.3%。最后,為方便該診斷方法的推廣應(yīng)用,采用MATLAB軟件編程,對(duì)基于泵缸壓力測(cè)試的往復(fù)泵性能監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行了軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì),該軟件具有信號(hào)處理、性能監(jiān)測(cè)、故障診斷和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)四大功能,能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)繪制各泵缸的示功圖,矩特征方法提取示功圖特征量,再利用基于仿生模式的識(shí)別方法進(jìn)行性能監(jiān)測(cè)和故障診斷,得出診斷結(jié)果及相應(yīng)的維修建議,為建立往復(fù)泵液力端的故障數(shù)據(jù)庫(kù)奠定了一定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：往復(fù)泵液力端 泵缸壓力 示功圖 性能監(jiān)測(cè) 故障診斷 仿生模式
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE933.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 論文研究背景9-10
• 1.2 研究目的和意義10-11
• 1.3 往復(fù)泵故障診斷現(xiàn)狀11-17
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)往復(fù)泵的監(jiān)測(cè)診斷現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國(guó)外機(jī)械設(shè)備的診斷技術(shù)13-17
• 1.4 診斷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)17
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-19
• 2 往復(fù)泵故障監(jiān)測(cè)診斷原理19-29
• 2.1 往復(fù)泵簡(jiǎn)介19-20
• 2.2 往復(fù)泵活塞運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析20
• 2.3 往復(fù)泵的性能參數(shù)和理論參數(shù)20-23
• 2.3.1 往復(fù)泵流量20-21
• 2.3.2 往復(fù)泵的壓力21-22
• 2.3.3 往復(fù)泵的效率與功率22
• 2.3.4 沖次22-23
• 2.4 往復(fù)泵液力端的常見(jiàn)故障及原因分析23
• 2.5 示功圖法用于故障診斷23-27
• 2.5.1 示功圖的應(yīng)用23-25
• 2.5.2 理論示功圖的繪制25-27
• 2.6 往復(fù)泵液力端性能監(jiān)測(cè)及故障診斷原理27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 3 往復(fù)泵故障模擬實(shí)驗(yàn)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)29-44
• 3.1 試驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)組成29
• 3.2 測(cè)試方案設(shè)計(jì)29-31
• 3.3 儀器儀表選擇與安裝31-38
• 3.3.1 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集儀31-32
• 3.3.2 壓力傳感器32-34
• 3.3.3 位置傳感器34-35
• 3.3.4 電磁流量計(jì)35-36
• 3.3.5 開(kāi)關(guān)電源的選擇36-37
• 3.3.6 采樣頻率設(shè)置37-38
• 3.4 往復(fù)泵液力端易損件故障模擬設(shè)計(jì)38-40
• 3.5 故障件的加工40-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 4 往復(fù)泵液力端示功圖規(guī)律分析44-66
• 4.1 原始信號(hào)處理44-47
• 4.1.1 濾波處理45-46
• 4.1.2 光滑處理46-47
• 4.2 示功圖的形成47-49
• 4.3 示功圖規(guī)律分析49-60
• 4.3.1 液力端無(wú)故障時(shí)的示功圖49-50
• 4.3.2 液力端有故障時(shí)的示功圖50-60
• 4.4 示功圖反映故障規(guī)律總結(jié)60-61
• 4.5 示功圖在往復(fù)泵液力端性能監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用61-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 5 示功圖特征量提取及故障診斷方法66-91
• 5.1 矩特征法的示功圖特征量提取67-69
• 5.1.1 矩特征方法基本理論67-68
• 5.1.2 矩特征方法提取步驟及結(jié)果68-69
• 5.2 灰度矩陣特征量提取方法69-73
• 5.3 基于支持向量機(jī)分類(lèi)算法的往復(fù)泵故障診斷73-81
• 5.3.1 支持向量機(jī)基本理論73-76
• 5.3.2 支持向量機(jī)的診斷函數(shù)選擇76-77
• 5.3.3 支持向量機(jī)的樣本分類(lèi)訓(xùn)練及診斷結(jié)果77-81
• 5.4 基于仿生模式識(shí)別的往復(fù)泵液力端故障診斷81-90
• 5.4.1 仿生模式識(shí)別模型原理81-84
• 5.4.2 仿生模式識(shí)別函數(shù)選擇84-86
• 5.4.3 往復(fù)泵液力端故障診斷中的仿生模式識(shí)別模型構(gòu)造86-89
• 5.4.4 基于仿生模式識(shí)別方法的往復(fù)泵液力端故障診斷結(jié)果89-90
• 5.5 本章小結(jié)90-91
• 6 往復(fù)泵性能監(jiān)測(cè)及故障診斷軟件設(shè)計(jì)91-98
• 6.1 信號(hào)處理功能92-93
• 6.2 往復(fù)泵性能監(jiān)測(cè)功能93-94
• 6.3 往復(fù)泵故障診斷功能94-95
• 6.4 往復(fù)泵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能95-97
• 6.5 本章小結(jié)97-98
• 7 總結(jié)與展望98-101
• 7.1 總結(jié)98-99
• 7.2 創(chuàng)新點(diǎn)99-100
• 7.3 展望100-101
• 致謝101-102
• 參考文獻(xiàn)102-106
• 附錄106-118
• 附錄1106-107
• 附錄2107-108
• 附錄3108-111
• 附錄4111-114
• 附錄5114-118
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果118

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 史瑞生;SimSci-Esscor公司發(fā)布新一代工廠性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J];煉油技術(shù)與工程;2003年07期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 薛建鋒;徐鵬;;一種基于B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[A];第一屆中國(guó)高校通信類(lèi)院系學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 游龍科技;互聯(lián)網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)方法及工具[N];計(jì)算機(jī)世界;2001年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳婕妤;基于Fabric的Java應(yīng)用性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];南京大學(xué);2016年

2 張洋;基于泵缸壓力測(cè)試的往復(fù)泵性能監(jiān)測(cè)和故障診斷方法研究[D];西南石油大學(xué);2016年

3 靳莉;網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2011年

4 李博;分布式集群性能監(jiān)測(cè)研究[D];吉林大學(xué);2008年

5 高偉;基于動(dòng)態(tài)反饋的三級(jí)網(wǎng)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

6 劉丹;SLA研究及其在網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2005年

7 韓秀娟;基于Mobile Agent的網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D];華北電力大學(xué)（河北）;2006年

8 唐雅璇;基于AOP技術(shù)的性能監(jiān)測(cè)工具的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華僑大學(xué);2012年

9 陳亮;光網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

10 顏麗娟;基于異步幅度圖的可重構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)的光性能監(jiān)測(cè)[D];南京郵電大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：638943