采油设备状态监测在采油安全生产的应用分析

采油设备状态监测在采油安全生产的应用分析

朱湘炜,李学峰,徐晓泉

江苏油田分公司采油一厂

摘要：目前经济社会飞快发展，采油开采量逐步增长，致使采油设备的运行负荷大大增加。采油设备除了具有前沿可靠的技术支持，也要保证设备在长时间高负荷运转下经受住环境的考验，如，高压、高温和易燃易爆等。如果采油设备出现机械设备，不仅会造成大量资源损耗，污染环境，还会影响到采油安全生产。为了确保采油设备的安全隐患得到及时有效处置，应用状态监测技术至关重要，能够第一时间发现故障问题，通知相关人员及时整治，最大程度上降低成本，带来更大的效益。本文主要分析采油设备状态监测在采油安全生产的应用。

关键词：采油机械设备；超声波；油液分析技术；振动监测

引言

采油开采离不开各类采油设备的支持，但由于石油开采作业强度大，作业条件恶劣，长时间运行下不可避免出现设备零部件老化、磨损，进而发生故障问题，影响到作业效率和效益。因此，加强采油设备状态监测显得十分重要，能够实时监控设备运行情况，及时发现故障问题，及时故障诊断和处置，对于提升采油设备运行效率具有重要意义。

1、采油机械设备状态监测与故障诊断技术概述

采油机械设备的运行状况监测、设备运行状况的诊断、机械设备的故障预防与处理是采油机械设备状态监测与故障诊断技术的重要内容。其中，机械设备的状态监测是指在机械运转时，由专业测定仪器来检测机械的工作情况；而对机械设备的故障诊断，则是通过对机械测试结果进行细致的分析，从而判断机械设备的工作状态运行是否正常。与此同时，针对采油机械设备的故障进行相应的处理与防范，主要是针对所诊断出的故障，采取相应的对策，对出现的问题和故障进行及时的修正和预防。正常情况下，机械设备的处理通常包括设备调整、更换和检修，而对机械设备故障的预防包括停机检修、机械设备运行的全方位监测等。

2、采油设备状态监测和故障诊断设计

硬件配置。系统选择加速度传感器，能够高效采集轴承高频共振解调信号、高频振动信号以及齿轮箱调制信号，并基于加速度信号一次积分来获取振动速度信息。基于计算机增强并行口（EPP）采集数据，在VisualC++6.0开发环境下实现数采卡驱动，调动动态链接库（dll文件）设置软件参数，程控放大1～256，具有低通、高通、包络以及积分等功能。

采集卡运行电压12V，基于蓄电池提供支持，通常在充满电后能够连续运行10h以上。软件实现。在Windows7平台内运行系统软件，选择VisualC++6.0开发工具。VisualC++6.0是面向对象可视化程序开发，能够提供集成开发环境，进行程序编辑、编译、执行、调试；同Windows7操作系统或是其他软件系统良性兼容，提供通用接口，操作界面友好、便捷。如，以某采油采油站2#为例，输油泵运行转速3000r/min，工作频率50Hz，采油设备状态监测中发现通道1棒图变黄，偶尔变红，工频出现大幅值，时域波形偶尔紊乱。系统可以自动化生成故障诊断报告，报告显示采油设备轴向位置不对中，需要更换轴承。

3、采油采油设备状态监测技术

3.1振动监测技术

振动监测技术是一种较为先进的一项技术，实际运行原理是借助专门的监测设备来采集采油设备的振动频率或是振动幅度，将此类数据信息收集整合，智能分析处理下来判断采油设备是否正常运行。

在目前诸多的状态监测技术范畴中，振动监测技术是收集设备运行数据信息最多的一项技术，如，钻采机械设备，基于振动监测技术可以收集设备钻头、轴承以及钻身连接区域真实数据信息，判断设备运行状态。振幅是振动监测技术中最为直观的一个指标参数，通常用三种物理量衡量振幅，即位移、速度和加速度，对这三个物理量处理，即可了解机械设备振动速率，设备振动的物理距离变化等情况，如果是在不同振动频率下，通过重点监测这三个物理量变化情况，能够第一时间发现设备故障隐患。

3.2超声波监测技术

科技飞快发展，超声波监测技术凭借其操作便捷，结果精度高和无损监测等优势特点，在各个领域得到广泛应用，能够弥补传统监测技术欠缺和不足。采油安全生产中，基于超声波监测技术，实时采集采油设备尺寸规格、石油流量等参数信息，也可以采集油罐壁厚度和油井架厚度等数据。声波频率高于2kHz即超声波，通常2kHz～25MHz范围内的声波为超声波。超声波监测技术精度高、测速快、小巧轻便，能够有效降低测量偏差，如采集油罐壁厚参数时，不会受到油液结垢以及内部积水等因素干扰影响，而且超声波监测技术采集液位数据信息优势鲜明，能够最大程度上抵触机械设备客观因素干扰影响，实现连续测量。

同时，也可以远程遥控测量采油设备相关信息，对于一些易燃易爆、高压和高温等安全风险大的环境下，超声波监测技术的优势更加鲜明，能够灵活、高效开展各项工作，提升监测结果精准度。

3.3噪声监测技术

噪声监测技术利用机械设备在运行过程中产生的声音信息，并对其进行分析，以判断其工作状态。根据不同的运行情况和差异性环境，对不同噪音监测状况也是不同的。如果将机械设备运输至试验室，利用精密仪器进行测试，得出的结果是最精确的。不过，通常情况下，都在工作环境中进行监测，在不影响周围环境时，可以采用常规声级测量仪，如果是在不确定的情况下，噪声干扰比较大，设备自身的噪声不稳定，则应使用积分式声级测试仪，对周边环境进行多次测试，保证测量的精确性。这种技术在在机械设备工作时会受到很大的扰动，因此，其准确率不高，但该技术易于使用，价格低廉。它可以用作日常监测和其他方法的补充。

3.4温度监测技术

温度监测技术平时也较为常见，一般温度监测技术都是用监测器触碰被监测物体，然后再用导线连接到计算机上，根据监测器系统的数据进行处理，但这样做的弊端也很大。即在大型机械中，因距离过长造成的信号较弱，会使得监测数据结果偏差较大。在某些封闭的环境下，是无法被监测的。但由于采油机械设备规模较大，采用常规的温度监测技术已不能满足要求。针对采油机械设备监测，采用无线温度监测仪，能够很好地处理以上问题。但其存在着一定缺点，因此，要在实践中进行多次测量以减小其误差。

3.5完善监测诊断智能化

提高数据稳定性。监测诊断系统由于存在传感器损坏、数据采集器等硬件老化、通信异常、网络故障等问题，造成数据稳定性不足，对预警、诊断产生较大影响，保证数据稳定、真实是实现智能化诊断，提升诊断准确率的前提。提升数据全面性。监测诊断系统中采集振动、温度数据，部分系统中有少量工艺数据，而设备的健康状况和工艺指标、检维修是分不开的，因此需补充相关工艺参数和检维修数据，保证监测数据类型及数据量满足智能诊断需求。需要建立设备的工艺数据、振动数据、温度数据、检修数据、故障机理、大数据学习、专家知识经验等有效的互联，实现多角度、多方位综合分析诊断故障，提升诊断准确率。

结束语

总之，为了确保采油生产的顺利进行，要对机械设备进行定期的检查，确保其在正常使用范围内。对采油机械设备运行过程中出现的问题要及时处理，为企业创造较高的经济利益。

参考文献：

[1]王若晗.采油机械设备状态监测与故障诊断技术[J].设备管理与维修，2021(18):178-179.

[2]程铭.抽油机群系统能耗分布特征及其机组联合调度方法研究[D].西安建筑科技大学,2020.

[3]田红山.采油机械设备状态监测与故障诊断技术分析[J].设备管理与维修,2020(03):158-160.