[00771698]钻井设备在线状态检测及分析系统

石油钻井平台是一种连续作业的工作装置，其传动机组是它重要设备之一，尤其是其中的滚动轴承，对绞车和并车箱的使用寿命起决定性作用。当滚动轴承在运行中出现故障及缺陷时，会使轴承的振动、转速、润滑油压力、温度等各种信号出现异常，显示不同的信号特征。将这些带有不同信息的信号检测出来并加以识别，是该项目的主要研究工作。为识别滚动轴承的不同工作状态，可对滚动轴承振动信号的量值、频谱、波形等特征参数，利用小波变换、符号熵、近似熵、样本熵、希尔伯特黄变换、相关维等多种新型信号处理方法进行分析，并结合滚动轴承的转速、温度和润滑油压力等相关数据，利用神经网络及支持向量机等分类方法，提取滚动轴承不同工作状态下的特征值，对滚动轴承各种工作状态进行分类，从而实现了对滚动轴承的运行状态的检测和故障类型的诊断。根据不同类型信号的特点和钻井设备经常搬迁及防爆防燃要求，分别研发了多种智能数据采集终端，构成了分布式数据采集网络系统；应用了无线网络新技术对转速、压力、温度等信号进行传输；采用了新型ICP加速度计对振动信号进行检测；创新性设计了电流环总线分时切换复用装置器，对多路振动信号进行分时切换，用一根高质量同轴屏蔽线来完成了多点高频振动信号的传输，保证了各种信号传输的有效性，同时降低了设备的成本；利用了先进的GPRS技术，对诊断和统计结果进行远程传送，从而使得管理部门可以在任何地方实时掌握所有设备的运行状况。该项目的技术经济指标：(1)对机械振动、温度、转速和润滑油压力等多信息进行实时测量并定时记录；(2)对振动信息进行实时处理，得到振动最大值、均方值、峰值因子、脉冲因子、波形因子、峭度因子、振动的波形和频谱曲线等振动参数，提供包括棒图、趋势图、振动波形、频谱图等设备工作状态的图谱；(3)对每日数据能进行统计分析，通过GPRS将结果传输到远程计算机系统；(4)根据检测到的振动、温度、转速等参数，判断轴承的工作状态，一旦发现超限，可提供声、光警示；(5)对历史数据能自动存储与查询。该系统可有效监测滚动轴承的工作状态，满足钻井设备先进管理模式的需求，对提高石油生产企业的经济效益有着积极推动作用。该套设备已被应用在华东石油局钻井工程公司的石油钻井设备上，通过2年来的运行表明，该系统使用方便，可靠性高，效果良好。