CN104863836A - 泥浆泵智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泥浆泵智能控制系统，包括泥浆泵本体和活塞压力检测系统，活塞压力检测系统包括压力传感器、信号采集模块、信号处理模块、报警模块和控制模块，压力传感器设置在泥浆泵本体的缸套内侧，用于测量缸套内活塞运动过程中的压力频谱信号，信号采集模块用于采集压力频谱信号，信号处理模块用于分析压力频谱信号得到相应的数据信号，控制模块根据信号处理模块输出的数据信号，控制报警模块实施报警，并控制泥浆泵本体暂时停止运行。本发明，不仅可以实时监测泥浆泵本体的运行状态，还可以根据检测到的信息实时进行报警并停止设备运行，并分析故障部位进行配件更换，这样不仅提高设备运行的安全稳定性，也节省人力物力，节约成本。

Description

泥浆泵智能控制系统

技术领域

本发明涉及石油钻井工程技术领域，具体涉及泥浆泵智能控制系统。

背景技术

泥浆泵作为石油矿场水力设备中的一种，主要用于油井钻探作业过程中向井下提供高压水，同时携带出钻井过程中产生的钻屑，以及为涡轮钻具提供驱动力，因此在石油开采工作中具有十分重要的作用。

泥浆泵在钻井过程中的输出压力高达数十兆帕，而且输出的钻井液中往往含有泥沙及其它类型的磨粒，在如此高的使用压力和各种磨粒的持续作用下，设备的活塞和缸套很容易被磨损而发生泄漏，导致生产事故。因此，为避免发生这种泄漏事故，操作者在钻井作业过程中必须时刻关注泥浆泵的运行情况，并且及时更换新的活塞和缸套，不仅劳神费力，而且这些被换下的配件通常并没有达到额定的使用寿命，造成了使用成本的增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决现有泥浆泵为避免泄漏需要操作者时刻关注泥浆泵的运行情况，同时还要经常更换新的使用配件，这样不仅劳神费力还造成了配件浪费，成本增加的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种泥浆泵智能控制系统，包括泥浆泵本体和设置在所述泥浆泵本体上的活塞压力检测系统，其特征在于，所述活塞压力检测系统包括压力传感器、信号采集模块、信号处理模块、报警模块和控制模块，

压力传感器，设置在所述泥浆泵本体的缸套内侧，用于测量所述缸套内活塞运动过程中的压力频谱信号，

信号采集模块，与所述压力传感器相连接，用于采集所述压力频谱信号，

信号处理模块，与所述信号采集模块相连接，用于分析所述压力频谱信号得到相应的数据信号，

控制模块，根据所述信号处理模块输出的数据信号，控制所述报警模块实施报警，并控制所述泥浆泵本体暂时停止运行。

在上述方案中，所述活塞压力检测系统还包括显示模块，所述显示模块与所述信号处理模块相连接，用于显示所述数据信号，使得操作人员接收到报警信号后结合所述数据信号判断故障原因。

在上述方案中，所述信号处理模块包括转换单元、存储单元、判断单元和输出单元，

转换单元，接收所述信号采集模块的压力频谱信号，并对其进行分析转换为所述显示模块可视的数据信号，

存储单元，与所述转换单元相连接，并存储所述数据信号，用于操作者参考对比数据信号的变化情况，

判断单元，与所述转换单元相连接，判断转换后的数据信号是否偏离稳定状态，

输出单元，与所述判断单元相连接，根据判断结果进行输出，将偏离稳定状态的数据信号输送至所述控制模块。

在上述方案中，还包括设置在所述泥浆泵本体上的控制面板，操作者可以通过操作控制面板查看所述存储单元存储的数据信号，人为判断是否偏离稳定状态。

在上述方案中，还包括紧急停止模块，所述紧急停止模块与所述控制面板相连接，操作者根据人为判断的偏离结果，通过操作控制面板实现紧急停止模块工作，实现泥浆泵本体工作的暂停。

本发明，泥浆泵智能控制系统，不仅可以实时监测泥浆泵本体的运行状态，还可以根据检测到的信息实时进行报警并停止设备运行，并分析故障部位进行配件更换，这样不仅提高设备运行的安全稳定性，也节省人力物力，不再浪费活塞、缸套等配件资源，节约成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细的说明。

如图1所示，本发明提供了一种泥浆泵智能控制系统，包括泥浆泵本体1和设置在泥浆泵本体上的控制面板2、紧急停止模块3和活塞压力检测系统4，活塞压力检测系统包括压力传感器5、信号采集模块6、信号处理模块7、报警模块8、显示模块9和控制模块10。

压力传感器设置在泥浆泵本体的缸套内侧，用于测量缸套内活塞运动过程中的压力频谱信号。压力传感器可以有效监测活塞在运动过程中的压力变化，如果发生泄漏，压力肯定会有一定幅度的变化，同样的所检测到的压力频谱信号就会发生变化。

信号采集模块与压力传感器相连接，用于采集压力频谱信号。

信号处理模块与信号采集模块相连接，用于分析压力频谱信号得到相应的数据信号。

控制模块根据信号处理模块输出的数据信号，控制报警模块实施报警，并控制泥浆泵本体暂时停止运行。当发生泄漏时，压力频谱信号就会发生变化，最终得到的数据信号也会不同，控制模块根据相应的变化控制报警模块实施报警，并同时控制泥浆泵本体工作的暂时停止。

显示模块与信号处理模块相连接，用于显示数据信号，使得操作人员接收到报警信号后结合数据信号判断故障原因。报警后，泥浆泵本体就会暂停工作，操作人员就可以根据显示模块上的数据信号判断哪部分发生故障，并根据相应的故障部位进行配件的更换。

其中，信号处理模块包括转换单元11、存储单元12、判断单元13和输出单元14。

转换单元接收信号采集模块的压力频谱信号，并对其进行分析转换为显示模块可视的数据信号。

存储单元与转换单元相连接，并存储数据信号，用于操作者参考对比数据信号的变化情况。

判断单元与转换单元相连接，判断转换后的数据信号是否偏离稳定状态。

输出单元与判断单元相连接，根据判断结果进行输出，将偏离稳定状态的数据信号输送至控制模块。

控制面板设置在泥浆泵本体上，操作者可以通过操作控制面板查看存储单元存储的数据信号，人为判断是否偏离稳定状态。紧急停止模块与控制面板相连接，操作者根据人为判断的偏离结果，通过操作控制面板实现紧急停止模块工作，实现泥浆泵本体工作的暂停。这样，除了系统本身可以根据运行情况自动实现报警和工作的暂停，同时也可以根据显示模块上显示的数据信号，操作人员根据自己的经验自行判断是否已偏离稳定运行状态。

本系统，可以实时监测设备的运行状况，为操作者提供及时可靠的维护信息。而且，本系统通用性强，操作简单，不需要对泥浆泵本体进行大规模的修整就可以实施配备，本系统操作方便，不要求操作者具有特殊技能，功能合理，实时监测设备运行状态，能够及时警告危险状态。

本发明，泥浆泵智能控制系统，不仅可以实时监测泥浆泵本体的运行状态，还可以根据检测到的信息实时进行报警并停止设备运行，并分析故障部位进行配件更换，这样不仅提高设备运行的安全稳定性，也节省人力物力，不再浪费活塞、缸套等配件资源，节约成本。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.泥浆泵智能控制系统，包括泥浆泵本体和设置在所述泥浆泵本体上的活塞压力检测系统，其特征在于，所述活塞压力检测系统包括压力传感器、信号采集模块、信号处理模块、报警模块和控制模块，

压力传感器，设置在所述泥浆泵本体的缸套内侧，用于测量所述缸套内活塞运动过程中的压力频谱信号，

信号采集模块，与所述压力传感器相连接，用于采集所述压力频谱信号，

信号处理模块，与所述信号采集模块相连接，用于分析所述压力频谱信号得到相应的数据信号，

控制模块，根据所述信号处理模块输出的数据信号，控制所述报警模块实施报警，并控制所述泥浆泵本体暂时停止运行。

2.如权利要求1所述的泥浆泵智能控制系统，其特征在于，所述活塞压力检测系统还包括显示模块，所述显示模块与所述信号处理模块相连接，用于显示所述数据信号，使得操作人员接收到报警信号后结合所述数据信号判断故障原因。

3.如权利要求2所述的泥浆泵智能控制系统，其特征在于，所述信号处理模块包括转换单元、存储单元、判断单元和输出单元，

转换单元，接收所述信号采集模块的压力频谱信号，并对其进行分析转换为所述显示模块可视的数据信号，

存储单元，与所述转换单元相连接，并存储所述数据信号，用于操作者参考对比数据信号的变化情况，

判断单元，与所述转换单元相连接，判断转换后的数据信号是否偏离稳定状态，

输出单元，与所述判断单元相连接，根据判断结果进行输出，将偏离稳定状态的数据信号输送至所述控制模块。

4.如权利要求3所述的泥浆泵智能控制系统，其特征在于，还包括设置在所述泥浆泵本体上的控制面板，操作者可以通过操作控制面板查看所述存储单元存储的数据信号，人为判断是否偏离稳定状态。

5.如权利要求4所述的泥浆泵智能控制系统，其特征在于，还包括紧急停止模块，所述紧急停止模块与所述控制面板相连接，操作者根据人为判断的偏离结果，通过操作控制面板实现紧急停止模块工作，实现泥浆泵本体工作的暂停。