[发明专利]一种油田输油泵的安全监测控制系统

说明书

本发明提出一种油田原油输油泵的安全运行监测控制系统。采用多级离心泵和盘管离心泵用作油田原油输油泵，在遇到严重汽蚀时，会剧烈振动，并带动输油管线振动，是安全隐患。汽蚀造成泵内重要工作部件损伤。本发明提出一种自动监测控制系统，用检测泵输出端压强的变化率，结合振动速度传感器检测信号，判断输油泵是否发生严重汽蚀。在认定汽蚀后，迅速自动采取措施，断电、报警。这种安全运行监测控制系统，可以用在多级离心泵和盘管离心泵等多种泵的其他运行环境中。

技术领域

本发明属于原油输油泵领域，涉及一种油田输油泵安全监测控制系统。

背景技术

油田原油输油泵采用多级离心泵或盘管离心泵时会产生汽蚀。轻微汽蚀的影响不严重，只是是对部件工作界面轻微损伤，不影响输油作业。原油输送有时会产生严重气蚀现象。由于空气或液体介质汽化，或者原油中天然气含量突然增大时，严重汽蚀发生。表现为泵输出压强急剧下降，泵体振动和噪声加剧，并带动输油管线振动。发生这种情况，必须及时处理，首先要立即切断电源，再对故障进行排除。否则，可能发生重大安全事故。对于盘管离心泵，气态物质占据旋转盘内腔空间，使盘管离心泵空转而无法实施液体介质输出的现象。在严重气蚀状态下，泵会永久性损伤。每台盘管离心泵都有安全工作区，也有的产生严重气蚀的环境条件。泵不产生气蚀的保证是工作在盘管离心泵安全工作区。目前，输油现场的安全监测控制系统不完善，检测的物理量局限在压强U和流量Q，将现场实时压强U和流量Q数据，显示在人工值守的界面上，由人工判断气蚀是否发生。发生气蚀的判断依据不明确。严重汽蚀发生时，安全关机操作和故障排除，完全由人工处理。由人工完成这种应急处理，至少需要在事故发生后3-5秒才能完成，不能满足安全生产需要。输油现场需有人昼夜值守。

因此，有必要研制一种新型输油泵安全监控系统，替代人工，快速应急处理输油泵严重汽蚀，保障输油泵安全工作。尤其需要提供输油泵发生严重气蚀的合理判据，准确判断严重气蚀的发生，及时采取措施。

发明内容

本发明提出一种油田输油泵安全监控系统。监控系统检测部分由速度振动传感器(2)、压强传感器(3)和流量传感器(4)构成。振动传感器(2)、压强传感器(3)和流量传感器(4)检测实时数据，提供给安全监控系统的数据入口(8)，实时数据经中央控制器运算单元(9)，按照图2逻辑流程运行，并将运行结果输入安全监控系统的操作和显示单元(10)。实现原油输出安全监控。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明的压强传感器(3)，提供实时输油泵原油输出压强U。压强U的瞬态变化，可以用U对时间的导数dU/dt来表征。正常工作条件下，输油泵原油输出压强U不会剧烈改变，dU/dt的绝对值很小，而当输油泵处于严重汽蚀时，泵的输出压强急剧下降，dU/dt是一个绝对值很大的负数。可以用|dU/dt|的数值是否小于设定数，作为是否发生严重汽蚀的判据，这就是安全运行监测控制系统组合设计的主要安全指标。原油输油泵输出压强对时间微分的绝对值|dU/dt|小于阈值10Mpa/s(兆帕/秒)时，系统认为，输油泵没有严重气蚀发生，当泵输出压强对时间微分的绝对值|dU/dt|大于阈值10Mpa/s时，系统判断，输油泵发生严重气蚀，这时实施强制保护。

本发明的速度振动传感器(2)，紧贴固定安装在泵体外的壳体上，传感器中心线与离心泵转子中心线重合。

当输油泵处于严重汽蚀时，泵产生剧烈振动。速度振动传感器(2)输出泵的振动数据G。G的数值是否大于设允许振动烈度值，允许振动烈度值选择20-30mm/s，作为是否发生严重汽蚀的另一个判据。