[实用新型]一种油田注水机组的故障预报及节能优化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种机械设备故障预报系统，特别是关于一种油田注水机组的故障预报及节能优化系统。

背景技术

油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。注水站是油田注水的重要生产部门，注水站内通常装备3～6台连续运行的大型旋转注水机组及配套的机械设备。大型旋转注水机组由连续运行的大型异步电机驱动多级分段式离心泵组成，功率通常在2000KW以上。由于设备功率大、负载重且不稳定，工况较恶劣，需要对其采取措施保证机械设备的正常运行和对其施行科学的维护。同时，注水系统的耗电量是巨大的，约占我国油田生产用电的一半。随着油田综合含水率的上升，注水能耗还将急剧上升。因此，注水系统节能技术一直是油田节能降耗工作的重点。

目前，在注水机组状态监测技术应用方面，我国已建的注水站多数没有装备状态监测及故障诊断系统，或者即使装备了微机巡检系统，但主要靠技术人员的经验或测量温度、压力等参数对故障进行分析和判断，由于缺乏可靠的科学手段和依据，因而对其现时状态的评价往往是不准确的，对其状态发展趋势更是难于估计的。随着计算机技术的发展，国际上重要工业用泵都向计算机监控方向发展，而计算机在注水泵上的应用，我国目前大都停留在数据存取与统计上。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种节能效果较好，且能实现实时在线监测的油田注水机组的故障预报及节能优化系统。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种油田注水机组的故障预报及节能优化系统，其特征在于：它包括注水机组和一传感器系统，所述传感器系统采集的快变信号和键相信号经一信号预处理模块送入一数据采集模块内；声音信号经一信号放大电路后送入所述数据采集模块内；缓变信号经一信号调理模块将电流信号转换成电压信号后，分别送入所述数据采集模块和一阀门控制器内；开关量信号经一信号隔离模块后，由一输入/输出接口卡分别送入所述阀门控制器、一主控微机和一声光报警器内；所述数据采集卡将采集到的各种信号分别经所述输入/输出接口卡和主控微机后，送入所述阀门控制器内，所述阀门控制器还连接一电动阀门；所述主控微机内设置有一通讯模块和一状态监测及故障预报功能模块，所述状态监测及故障预报功能模块将把对反映所述注水机组运行状态的监测及故障趋势预测分析结果，经所述通讯模块传输给企业管理网络。

所述传感器系统包括加速度传感器、位移传感器、电涡流传感器、脉冲编码器、数字压力变送器、流量计、液位计、交流电压变送器、交流电流变送器、噪声传感器和数字温度变送器。

所述数据采集模块内设置有三种类型的数据采集卡，所述快变信号和键相信号采用8路1MS/s、12bit、两个24位计数器的数据采集卡；所述声音信号采用4路并行、100K声音采集卡；所述缓变信号采用16通道，250K/s数据采集卡。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于采用阀门控制器实时监测泵口水压、管网水压信号、水泵电机电流、泵流量、储水罐液位等信号，可以根据工作需要自动调节电动阀门开度，因此不但保证了注水机组的水泵处于安全的工作状态，在发生故障时发出报警，并且对注水机组进行节能优化控制，以达到降低注水单耗、节约电能、优化工作状态及降低生产成本的目的。2、本实用新型由于采用状态监测及故障预报功能模块对注水机组的运行状态进行监测以及故障分析，并给出故障预报结果，并采用阀门控制器实时调节注水机组的泵出口阀门开度，充分发挥泵的能量，降低单耗，提高泵效。3、本实用新型采用多种传感器对注水机组的运行状态进行监测，采用的传感器系统包括振动、声音、转速、电量、温度、压力、液位及流量传感器，因此可以实时显示反映注水机组工作状态的各种工作参数，得到注水机组实时工作状态和故障状态，并进行故障预报。4、本实用新型由于采用的状态监测及故障预报功能模块，可以自动存储各测点机械动态特性的档案，在线地将实测参数与档案数据进行智能化的对比分析，根据有关标准对注水机组整体或注水机组部件进行故障的预警或报警，诊断结果准确可靠。5、本实用新型整个系统采用模块化设计，功能扩充简单方便。本实用新型可揭示油田注水机组工作状态和故障状态，实现机组状态的自动分析判断和故障预报，同时在满足配注条件下，尽可能降低泵水单耗，因此本实用新型可以广泛应用于油田注水系统的监测中。

附图说明