电潜泵故障诊断技术研究现状及发展趋势

2022-12-12

一、电潜泵故障诊断技术的研究现状

1. 电潜泵故障的传统诊断方法

电潜泵故障的传统诊断方法有电流卡片诊断和憋压诊断两种。电流卡片诊断法利用电压卡片进行故障诊断。在运行电潜泵时, 电流表上的指针会在电流卡片上绘制出一条曲线, 分析此曲线就可以判断出电潜泵是否存在故障。憋压法故障诊断是在电潜泵正常运行下, 将井口的生产闸关闭进行憋压, 在憋压的过程中, 记录井口的油压, 并绘制出变化曲线, 分析曲线的特征就可以获取电潜泵是否存在故障。在井口生产闸门被关闭前, 油管中是气体和液体的混合流动, 井口生产闸门关闭后, 油管中的气体上升, 从而增加油管内的压力。在进行憋压处理初期, 井口的压力随着时间的变化而变化, 压力达到某种程度后, 油管内的气体体积会减小, 压力与时间的压缩系数呈线性关系[1]。

2. 电潜泵故障的现代诊断方法

电潜泵故障的现代诊断方法有故障树分析法、模糊数学分析法和神经网络分析法。故障树分析法是用树形结果表示电潜泵可能发生的故障以及产生故障的原因, 利用此方法首先要分析电潜泵的工作原理, 然后结合电潜泵现场工作的数据, 绘制出每个部件可能发生故障的树形图进行定性和定量分析, 可以计算出电潜泵的失效概率与故障发生的概率。模糊数学诊断法是对电潜泵的故障进行模糊诊断, 建立故障和症状的模糊矩阵, 求得所有故障的集合, 根据故障概率大小判断出电潜泵是否存在故障。神经网络分析法在诊断电潜泵故障时常用BP神经网络, 即误差反向的一种传播神经网络。这种方法的网络模型是单向传播的, 有输入层、输出层及中间层, 电潜泵的故障特征值用输入值表示, 电潜泵的故障类型用输出值表示。

二、电潜泵故障诊断技术中存在的问题

1.使用电流卡片诊断法只能定性解释电潜泵的某些故障, 缺少电潜泵故障的系统分析, 不能明确故障产生的原因。比如在电潜泵运行中, 绘制的曲线显示电潜泵过载而停机, 有时是泵卡, 有时是轴断, 有时砂卡, 不能清晰的分析出故障的原因, 再启动电潜泵时, 可能扩大电潜泵的故障[2]。

2.在进行电潜泵憋压诊断时, 需要测试关井停泵后的压力, 如果进行长时间的憋压, 会影响油井附近的地层压力, 影响油井的采油状态, 从而使油井采油效率下降。通过这种方法对电潜泵诊断, 不是直接监测电潜泵本身, 而是通过压力与时间的关系来推测电潜泵故障, 所以缺乏电潜泵故障的准确性。另外, 如果电潜泵已经出现故障, 而憋压的时间又比较长, 可能会加重电潜泵的破损程度。

故障树分析法需要集合计算机技术, 依据故障机组的数据。在对电潜泵的部件分析时, 要分析正常和故障两种情况, 而对整体正常, 局部故障的情况缺少正确的分析, 导致建立数学模型有很大的误差。使用故障树的方法要在电潜泵的部件互相间不影响的情况, 但是电潜泵实际运行中, 部件间有着紧密的联系。在定量计算电潜泵故障树时, 要收集大量的故障数据, 然后才能计算出部件的故障概率, 如果电潜泵的工作环境发生改变, 过去的所有的数据都不能作为依据, 需要重新收集和计算。4.

4.模糊数学法诊断电潜泵故障会发生疏漏, 如果电潜泵有新类型的故障发生, 使用这种方法就无法诊断出, 在建立关系矩阵时, 利用统计分析以及经验来确定相关的系数, 存在很大的局限性和不确定性。

三、电潜泵故障诊断技术的发展趋势

目前, 我国大多油田已经进入了开发中后期, 面对复杂的工作环境, 电潜机会发生诸多新型故障, 现有的诊断方法已不能满足油田生产的实际需求。因此, 要加强电潜泵故障诊断技术的研究工作, 提高诊断效果[3]。

1. 建立在线诊断系统

建立电潜泵在线诊断系统能够实时的精准监测机组和地下工作情况, 在地面上就可以监测电潜泵的工作参数。一般电潜泵运行很长时间才可能发生故障, 所以要记录好电潜泵正常工作的参数, 在电潜泵发生故障时, 作为参考的条件。如果监测到电潜泵实际工作的参数与正常参数变化过大, 就可以判断出故障已经出现, 通过分析参数就能确定电潜泵的故障。

2. 监测震动信号进行故障诊断

电潜泵是旋转机械, 通过旋转来完成作业。如果电潜泵的某些部件发生故障, 那么机器就会震动, 机器的损害大多是震动引起的, 所以通过监测震动信号就可以准确的判断出电潜泵的运行状态。

3. 结合多种故障诊断方法

电潜泵的故障诊断方法有多种, 并且有各自的特点, 将各种方法结合, 取长补短, 形成新型的电潜泵故障诊断方法, 可提高电潜泵故障诊断的全面性和准确性。将传统的电潜泵故障诊断方法结合现代的电潜泵故障诊断方法可以快速的识别电潜泵的故障类型, 减小误差, 计算分析出的结果接近实际情况, 这样能够提高电潜泵的使用效率, 提高生产率。

结束语

随着科技的不断发展, 电潜泵的机组结构将更加复杂, 故障率也在不断提高, 故障类型增多, 虽然现有的故障诊断技术已经取得了一定的效果, 但仍存在这一系列问题。所以要加大故障诊断方法研究, 将计算机网络等一些先进技术融入到电潜泵故障诊断技术中去, 提高诊断技术的有效性, 降低维修成本, 从而提高企业的经济效益

摘要：电潜泵广泛应用于油田生产中, 传统的电潜泵故障诊断技术已无法满足现代化油田实际生产的需要, 所以应开展电潜泵故障新型诊断技术的研究。本文主要介绍了电潜泵诊断技术的研究现状、存在的问题及发展趋势。

关键词：电潜泵,故障诊断,研究现状,发展趋势