便携式振动监测系统的研制及其在油田注水泵的应用

论文摘要

油田广泛应用的高压注水泵机组是油田生产的重要设备,直接关系到油田生产的质量和产量,加强对注水机组的状态监测对提高生产效率、降低采油成本有着较高的实际意义。本文针对油田野外生产的实际,设计了一种体积小、便携性好、功能强大、基于嵌入式的“双核”结构的振动检测仪,可以实时分析与处理数据采集系统采集的数据,并最终上传至微机的数据管理系统,为实现状态监测和故障诊断提供科学依据。本文以工程信号的分析与处理作为研究对象,研究和开发了基于Window平台的工程信号分析与处理系统,分别对信号的幅域分析、时域分析、频域分析等常规分析方法作了分析与研究,编制了“临盘采油厂故障监测数据管理系统”。论文在指明该系统的工作原理和主要功能后,详细阐述了将该系统实际应用于胜利油田盘三注水泵机组的情况。在对注水泵机组的故障类型和故障特性进行分析与研究时,主要是运用频谱分析的观点,对几种典型故障类型的振动信号进行了分析,找出了故障模式、频谱特点,应用于生产实践后,获得了大量的实测数据,逐步掌握了振动规律,并解决了现场实际问题。目前,该系统已应用于油田设备的定期监测,取得了相当可观的经济效益和社会效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 设备状态监测与故障诊断技术的应用与发展
• 1.2 本课题研究背景
• 1.3 国内外相关技术的发展与应用现状
• 1.4 研究内容及研究方法
• 1.5 本课题成果的意义与目的
• 第二章 便携式振动监测系统的总体设计
• 2.1 主要技术指标和技术参数
• 2.2 DSP数据采集与分析模块具备的功能
• 2.3 嵌入式系统完成功能
• 2.4 系统组成
• 2.4.1 硬件部分
• 2.4.2 软件部分
• 第三章 振动检测仪检测数据的分析与处理
• 3.1 信号的拾取与预处理
• 3.2 信号处理
• 3.2.1 简单幅值域参数分析
• 3.2.2 时域波形分析
• 3.2.3 频域波形分析
• 3.2.4 趋势波形分析
• 3.2.5 功率谱波形分析
• 3.2.6 自相关分析
• 3.2.7 互相关分析
• 第四章 振动检测仪的现场应用
• 4.1 传感器的选择及测点布置
• 4.2 实验的基本情况
• 4.3 注水泵常见故障与振动信号特征分析
• 4.3.1 转子不平衡
• 4.3.2 转子不对中
• 4.3.3 机械松动
• 4.3.4 油膜振荡
• 4.3.5 动静碰磨
• 4.3.6 水泵气蚀
• 4.4 故障诊断实例
• 第五章 研究结论与展望
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文