CN104728096B - 压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置 - Google Patents

压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104728096B
CN104728096B CN201510164477.8A CN201510164477A CN104728096B CN 104728096 B CN104728096 B CN 104728096B CN 201510164477 A CN201510164477 A CN 201510164477A CN 104728096 B CN104728096 B CN 104728096B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
pump head
data
head body
electronic tag
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510164477.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104728096A (zh
Inventor
王云海
吴汉川
彭平生
彭飞
李莉莉
刘灼
范杰
陈勇
石权
张亚会
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jingzhou Shiji Pang Chuang Petroleum Machinery Testing Co., Ltd.
Sinopec Oilfield Equipment Corp
Sinopec Siji Petroleum Machinery Co Ltd
Original Assignee
SJ Petroleum Machinery Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SJ Petroleum Machinery Co filed Critical SJ Petroleum Machinery Co
Priority to CN201510164477.8A priority Critical patent/CN104728096B/zh
Publication of CN104728096A publication Critical patent/CN104728096A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104728096B publication Critical patent/CN104728096B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，其中电子标签固定在压裂泵的泵头体上，实时在线数据采集器安装在柱塞泵的泵头附近，且与泵头是分离状态，手持式数据读写器为移动式操作设备，实时在线数据采集器将压力数据帧传输至电子标签，电子标签用于接收并存储压力信号，当手持式数据读写器在任意时刻发出压力数据读取指令后，电子标签通过电磁波传输压力电磁波信号，手持式数据读取器收到来自电子标签的电磁波信号后，解调还原，就得到了泵头体的压力数据，手持式数据读取器将读取到的压力数据值进行数据判断。本发明能够实时、准确的检测、记录泵头体承受的压力、时间等，旨在解决在不同压力工况下准确确定泵头体的使用时间和服役寿命。

Description

压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置
技术领域
本发明属石油钻采设备技术领域，特别涉及到压裂泵泵头体使用寿命检测装置和检测。
背景技术
压裂泵是用于压裂介质高压泵送的设备，主要应用于油气田储层改造的水力压裂施工中，常用的压裂泵为柱塞式容积往复泵，主要由动力端、泵头体、吸入阀、排出阀等部件组成，通过动力机械驱动，动力端带动柱塞在于泵头体内做往复运动，在泵头体内吸入阀和排出阀的交替作用下，实现压裂介质的高压泵送。目前压裂泵泵头体最高承压等级达140MPa，在实际压裂施工中，由于地下储层的复杂性以及往复泵自身的压力脉动，泵头体从使用到报废过程的实际使用工况（承受的压力、压力的时间分布等）无法确定，由于泵头体长期处于动态的交变载荷作用，超高应力应变变化关系极其复杂，造成泵头体使用寿命差异大（200h~800h）且很难预测。
现有压裂泵头体寿命多采用人工统计的简单方式完成，泵头体的压力信号只能显示在控制系统操作屏，未能真实纪录、反映泵头体的压力值及各压力区间工作时间，不能给压裂泵泵头体设计人员及施工人员提供可靠依据，随着大规模、高压力、长时间压裂施工的开展，如何快速、方便的检测出泵头体在实际工况作用下的使用寿命，为在役泵头体的服役状况提供参考，降低超高压压裂施工风险，防止出现重大经济损失和人员伤亡，逐步成为压裂装备研制方面的难题。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种简单、可靠、方便的压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，该检测装置能够实时、准确的检测、记录泵头体承受的压力、时间等，旨在解决在不同压力工况下，现有泵头体无法准确确定泵头体的使用时间和服役寿命的技术难题。
压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，其特征在于：该检测装置包括电子标签、实时在线数据采集器、手持式数据读写器；所述的电子标签通过螺栓或铆钉连接的方式固定在压裂泵的泵头体上，实时在线数据采集器安装在柱塞泵的泵头附近，且与泵头是分离状态，手持式数据读写器为移动式操作设备，实时在线数据采集器按照某采样频率1/f用于接收压裂泵装置控制系统中的压力数据帧，处理后将压力数据帧传输至电子标签，电子标签用于接收并存储压力信号，当手持式数据读写器在任意时刻发出压力数据读取指令后，电子标签通过电磁波传输压力电磁波信号，手持式数据读写器收到来自电子标签的电磁波信号后，解调还原，就得到了泵头体的压力数据，手持式数据读写器将读取到的压力数据值进行数据判断，所述的手持式数据读写器对压力数据进行存储后可完成不同压力区间采样数的统计，6个压力区间的采样数n乘以采样频率1/f，即可得出各压力区间的运行时间Ti，
Ti=ni×1/f
根据上述公式即可计算出泵头体总运行时间T。
所述的电子标签是一种超高频（UHF）抗金属电子标签，采用非接触式能源供应，无电池。
所述的电子标签采用非接触式数据传输；通过射频技术（RFID），既可以从标签内部读取数据，也可以向标签内部写入数据。
所述的实时在线数据采集器，由数据通信模块、数据采集模块和超高频、射频技术读写模块组成，数据通信模块用于连接在计算机上进行数据读取或写入操作，数据采集模块用于接收压裂泵装置上的压力数据帧，射频技术（RFID）读写模块用于将数据传输给电子标签。
所述的实时在线数据采集器，其内部的数据通信模块上设有一个RS485数据通信接口。
所述的手持式数据读写器为数据采集终端，带有显示屏和操作按键，内置聚合物电池，数据读写器能够对采集到的压力数据进行分区处理，处理结果显示在显示屏上。
本发明的的优点在于：它采用全数字、模块化的系统结构；电子标签作为泵头的身份信息，用户可以使用手持式数据读写器来查看和检索其内部保存的数据。该设备安装简单，方便用户掌握柱塞泵泵头的工作时间，压力参数等，有助于设备的检修、维护；而且为泵头寿命到期后的换新提供了可靠依据，防止过度使用导致设备损坏或引发安全事故，强化安全生产的同时、提高经济效益。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
图1为本发明原理框图；
图2为实时在线数据采集器模块框图；
图3为本发明泵头体检测流程及计算方法。
具体实施方式
下面结合附图1~图3进一步说明本发明的具体实施方式。
一种柱塞泵数据记录仪包括电子标签1、实时在线数据采集器2、手持式数据读写器3；所述的电子标签1通过螺栓或铆接的方式安装在柱塞泵的泵头上面，实时在线数据采集器2安装在柱塞泵的泵头附近，且与泵头是分离状态，手持式数据读写器3为移动式操作设备，无固定安装位置和连接方式。所述的电子标签1是一种超高频（UHF）抗金属电子标签，采用非接触式能源供应，无电池。电子标签1采用非接触式数据传输；通过射频技术（RFID），既可以从标签内部读取数据，也可以向标签内部写入数据。手持式数据读写器3为数据采集终端，带有显示屏和操作按键，内置聚合物电池。实时在线数据采集器2，由数据通信模块5、数据采集模块4和超高频、射频技术（UHF、RFID）读写模块6组成。所述的实时在线数据采集器2，其内部的数据通信模块5上设有一个RS485数据通信接口。
本发明工作时，在泵头体工作中的任意时刻或泵头体报废后，通过实时在线数据采集器2内部的数据采集模块4，在接收到泵头体传来的压力数据帧后，经内部的处理器运算处理，转换成包含时间系数的数字信号，并按照频率1/f=5s发送到超高频、射频技术读写模块6；超高频、射频技术读写模块6将收到的信号进行载波调制后，通过内置天线，以特定频段的电磁波发送出去，安装在泵头的电子标签1通过内置天线接收到该电磁波后，凭借感应电流所获得的能量来实行写入操作，解调电波信号并将得到的数据信号保存在电子标签1的存储器中，通过手持式数据读写器3在任意时刻实施读取操作之后，其自身内置的天线发出包含读取指令的电磁波信号，电子标签1收到该电磁波后，同样凭借感应电流所获得的能量实行读取操作，将存储器中的数据行调制后，通过内置天线向外发送出电磁波信号。
手持式数据读写器3为移动式操作设备，无固定连接方式和安装方式，收到来自电子标签1的电磁波信号后，解调还原，就得到了泵头体的压力参数，手持式数据读写器（3）内划分为P1，P2，P3，P4，P5，P6不同的压力区，对应压力值分别为P1≤30MPa、30 MPa＜P2≤50MPa、50 MPa＜P3≤70MPa、70 MPa＜P4≤90MPa、90 MPa＜P5≤110MPa、 P6≥110MPa,手持式数据读写器3对泵头体压力参数进行判断，处理后分别写入6个不同的压力区间，完成不同压力区间采样数统计分别为n1，n2，......,n6，如下表，6个压力区间的采样数n乘以采样频率1/f=5s，即可得出各压力区间的运行时间Ti。
Ti=ni×1/f
泵头体总运行时间T为各压力区间运行时间之和，当m=6时可确定为泵头体总运行时间为403.6h
压力区间 P1 P2 P3 P4 P5 P6
不同压力区间采样个数ni 87336 29088 58248 72360 28872 14688
运行时间Ti（h） 121.3 40.4 80.9 100.5 40.1 20.4
另外，数据采集模块4所采集的工作参数，也可以直接经数据通信模块5带有的RS485接口，通过信号线传送到已连接的计算机上；同理，经反向操作，也可以将计算机上设置的参数数据，保存到电子芯片1中。
本发明的采用全数字、模块化的系统结构；安装操作简单，方便用户掌握泵头体的工作时间，实际运行压力参数等，有助于设备的检修、维护，为泵头报废后的换新提供了可靠依据，防止过度使用导致设备损坏或引发安全事故，强化安全生产的同时、提高经济效益。

Claims (7)

1.压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，其特征在于：该检测装置包括电子标签（1）、实时在线数据采集器（2）、手持式数据读写器（3）；所述的电子标签（1）通过螺栓或铆钉连接的方式固定在压裂泵的泵头体上，实时在线数据采集器（2）安装在柱塞泵的泵头附近，且与泵头是分离状态，手持式数据读写器（3）为移动式操作设备，实时在线数据采集器（2）用于接收压裂泵装置控制系统中的压力数据帧，处理后将压力数据帧传输至电子标签（1），电子标签（1）用于接收并存储压力信号，当手持式数据读写器（3）在任意时刻发出压力数据读取指令后，电子标签（1）通过电磁波传输压力电磁波信号，手持式数据读写器（3）收到来自电子标签（1）的电磁波信号后，解调还原，就得到了泵头体的压力数据，手持式数据读写器（3）将读取到的压力数据值进行数据判断。
2.根据权利要求1所述的压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，其特征在于：所述的电子标签（1）是一种超高频（UHF）抗金属电子标签，采用非接触式能源供应，无电池。
3.根据权利要求1所述的压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，其特征在于：所述的电子标签（1）采用非接触式数据传输；通过射频技术（RFID），既从标签内部读取数据，也向标签内部写入数据。
4.根据权利要求1所述的压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，其特征在于：所述的实时在线数据采集器（2），由数据通信模块（5）、数据采集模块（4）和超高频、射频技术读写模块（6）组成，数据通信模块（5）用于连接在计算机上进行数据读取或写入操作，数据采集模块（4）用于接收压裂泵装置上的压力数据帧，射频技术（RFID）读写模块（6）用于将数据传输给电子标签（1）。
5.根据权利要求1所述的压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，其特征在于：所述的实时在线数据采集器（2），其内部的数据通信模块（5）上设有一个RS485数据通信接口。
6.根据权利要求1所述的压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，其特征在于：根据权利要求1所述的压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，其特征在于：所述的手持式数据读写器（3）为数据采集终端，带有显示屏和操作按键，内置聚合物电池，其内划分为P1，P2，P3，P4，P5，P6不同的压力区，对应压力值分别为P1≤30MPa、30 MPa＜P2≤50MPa、50 MPa＜P3≤70MPa、70 MPa＜P4≤90MPa、90 MPa＜P5≤110MPa、 P6≥110MPa,手持式数据读写器（3）对泵头体压力参数进行判断并进行存储，并将结果显示在显示屏上。
7.根据权利要求1所述的压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置，其特征在于：所述的手持式数据读写器（3）对压力数据进行存储后可完成不同压力区间采样数的统计，6个压力区间的采样数n乘以采样频率1/f，即可得出各压力区间的运行时间Ti，
Ti=ni×1/f
根据上述公式即可计算出泵头体总运行时间T。
CN201510164477.8A 2015-04-09 2015-04-09 压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置 Active CN104728096B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510164477.8A CN104728096B (zh) 2015-04-09 2015-04-09 压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510164477.8A CN104728096B (zh) 2015-04-09 2015-04-09 压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104728096A CN104728096A (zh) 2015-06-24
CN104728096B true CN104728096B (zh) 2017-02-01

Family

ID=53452359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510164477.8A Active CN104728096B (zh) 2015-04-09 2015-04-09 压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104728096B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106801670A (zh) * 2015-11-26 2017-06-06 中国人民解放军军械工程学院 液压泵寿命试验台
CN110264065B (zh) * 2019-06-18 2022-03-01 中国石油化工集团有限公司 页岩气压裂高压控制元件的全生命周期管理系统
CN110863980A (zh) * 2019-12-25 2020-03-06 三一石油智能装备有限公司 压裂泵检测系统、方法和压裂设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103323161A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 田剑东 一种锚下预应力的检测装置
CN103452829A (zh) * 2013-09-10 2013-12-18 台州神能电器有限公司 一种变频供水系统运行效率在线检测方法
CN104218871A (zh) * 2013-09-11 2014-12-17 张朝坤 一种电动机的智能控制应用
CN204227889U (zh) * 2014-11-10 2015-03-25 国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司 一种转炉余热发电系统的加热炉控制系统
CN104481715A (zh) * 2014-12-03 2015-04-01 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所 高压燃油泵故障检测方法
CN204677418U (zh) * 2015-04-09 2015-09-30 中石化石油工程机械有限公司第四机械厂 压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7642742B2 (en) * 2003-12-01 2010-01-05 Societe Bic Fuel cell system with fuel supply monitoring system and method of use
JP5396504B2 (ja) * 2010-02-19 2014-01-22 株式会社荏原製作所 圧力タンクの異常検知方法および給水装置
JP6087204B2 (ja) * 2013-05-10 2017-03-01 日本電信電話株式会社 無線タグシステムおよびセンサデータ処理方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103323161A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 田剑东 一种锚下预应力的检测装置
CN103452829A (zh) * 2013-09-10 2013-12-18 台州神能电器有限公司 一种变频供水系统运行效率在线检测方法
CN104218871A (zh) * 2013-09-11 2014-12-17 张朝坤 一种电动机的智能控制应用
CN204227889U (zh) * 2014-11-10 2015-03-25 国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司 一种转炉余热发电系统的加热炉控制系统
CN104481715A (zh) * 2014-12-03 2015-04-01 中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所 高压燃油泵故障检测方法
CN204677418U (zh) * 2015-04-09 2015-09-30 中石化石油工程机械有限公司第四机械厂 压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
无线射频识别技术在多级滑套压裂工具中的应用探讨;秦金立;《石油钻探技术》;20130531;第41卷(第3期);第123-126页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104728096A (zh) 2015-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104728096B (zh) 压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置
CN103061749B (zh) 一种有杆泵抽油井井下动态液位软测量方法
CN101922288A (zh) 一种智能监测抽油杆及其监测系统
CN204677418U (zh) 压裂用泵头体实际工况下使用寿命检测装置
EP1783658A3 (en) Apparatus and method for modifying RFID tag data in portable terminal
CN210109167U (zh) 用电信息采集器与窃电监测系统
CN111169505A (zh) 基于rfid的铁路检测系统
CN102509061A (zh) 一种基于rfid的矿工定位系统
CN201662816U (zh) 数字化检修智能任务管理装置
CN102073929A (zh) 基于无线射频技术的井下管杆柱信息管理系统与方法
EP1933260A3 (en) RFID based monitoring system and method
CN202929650U (zh) Rfid门通道
CN113154268A (zh) 一种无线无源损伤泄漏监测系统及其控制方法
CN101149811B (zh) 一种存储装置信息标识系统和方法
CN204215431U (zh) 一种井下射频识别标签
CN102879143B (zh) 螺杆泵抽油机井载荷、扭矩及转速一体化的无线检测仪
CN1866269A (zh) 应用于冰箱的rfid装置
CN106339652A (zh) 一种应用于车联网终端的射频识别装置
CN205862375U (zh) 基于身份证远程识别的考勤系统
CN206511461U (zh) 厨余垃圾器材管理装置
CN201284665Y (zh) 一种手持式矿井下安检设备
CN206709890U (zh) 一种基于射频提取的井下压力、温度测量系统
CN211869392U (zh) 基于rfid的铁路检测系统
CN113697241A (zh) 一种基于rfid电子标签技术的行李托盘识别系统
CN201801027U (zh) 一种电子物证袋

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20171115

Address after: 434020 No. 1 Longshan Temple Street, Jingzhou District, Jingzhou, Hubei

Co-patentee after: SINOPEC OILFIELD EQUIPMENT CORPORATION

Patentee after: Four Sinopec Petroleum Machinery Co. Ltd.

Address before: 434020 Jingzhou city of Hubei province Jingzhou district four Road No. 1

Patentee before: SJ Petroleum Machinery Co., SINOPEC

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180719

Address after: 434020 Longshan Temple Street, Jingzhou District, Jingzhou, Hubei

Co-patentee after: Four Sinopec Petroleum Machinery Co. Ltd.

Patentee after: Jingzhou Shiji Pang Chuang Petroleum Machinery Testing Co., Ltd.

Co-patentee after: SINOPEC OILFIELD EQUIPMENT CORPORATION

Address before: 434020 Longshan Temple Street, Jingzhou District, Jingzhou, Hubei

Co-patentee before: SINOPEC OILFIELD EQUIPMENT CORPORATION

Patentee before: Four Sinopec Petroleum Machinery Co. Ltd.