基于总线技术的螺杆泵在线测试系统设计.pdf

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1、石油机械．．——64．——CHINAPETROLEUMMACHINERY2011年第39卷第4期．_检测诊断基于总线技术的螺杆泵在线测试系统设计姜浩王旱祥付路长(1．中国石油大学(华东)2．胜利油田分公司胜利采油厂)摘要为避免因螺杆泵抽油系统出现故障而造成不必要的经济损失，设计了基于总线技术的螺杆泵在线测试系统。该系统可模拟螺杆泵的实际工况，在线测试螺杆泵工作过程中的电流、电压、进出口压力、流量、转矩、转速、轴向力等参数，计算出螺杆泵的容积效率和综合泵效，并绘制出特性曲线。现场应用表明，系统测试数据和性能

2、曲线可为新泵在高泵效区生产和旧泵的科学高效使用提供依据。关键词螺杆泵总线技术特性曲线在线测试螺杆泵人口压力的建立；被检测螺杆泵随变频电动0引言机转动，电动机由总线控制的变频器实现无级调速，转矩转速传感器和轴向力传感器与螺杆泵转子地面驱动螺杆泵采油系统不仅适合于高粘度、同轴连接，用于转速、转矩和轴向力的实时检测；高含砂、高油气比和低产油田的开发，而且对于普由计算机控制电动调节阀的开度来实现泵出口压力通油藏及水驱油藏后期高含水开采阶段也表现出很的无级调节，溢流阀可保证出口压力不会由于控制好的适应性，已成为我国

3、油田主要的机械采油方式阀门开度过小造成高压；流量检测由2个不同量程之一¨I4』。随着螺杆泵需求的与H俱增，对螺杆泵的涡轮流量计组成，可检测流量0—360m／d，流的效率和可靠性要求也越来越高，为避免因螺杆泵体经过调节阀和流量计回流到油箱实现循环。抽油系统出现故障而造成不必要的经济损失，螺杆丽泵在使用前，必须严格检验以确保其质量和性能指温度变送器I占．标符合要求。为此，笔者设计了基于总线技术的螺杆泵在线测试系统。该系统可模拟螺杆泵的实际工况，在线测试螺杆泵的性能，实现新泵生产参数的优选和延长旧泵寿命的方案设

4、计。咽团SII吸入1系统功能及组成按照螺杆泵性能测试要求，螺杆泵在线测试系图1螺杆泵在线测试系统总体结构图统由试验台架、传动系统、循环系统、测控系统、试验密封机构和辅助装置等组成。系统按JB／T2试验台架设计8091—1998螺杆泵试验方法和SY／T5549-2002单螺杆抽油泵标准设计，达到B级试验精度。系试验台架总装图如图2所示，主要由动力传递统总体结构见图1。装置、高压端密封总成、固定和夹紧装置、计算机系统工作时，油箱流体温度由温控仪根据热电测控系统等组成。动力传递装置主要为试验螺杆泵阻的信号自动控

5、制电加热器的通或断，维持油箱内提供动力，由电动机、减速器、联轴器、扭矩转速试验流体温度；灌注泵将油箱内流体打人螺杆泵的仪和万向联轴节装置组成。变频器控制电动机的输人口，在溢流阀的作用下维持一定的压力，以确保出转速通过联轴器与转矩转速仪连接，动力传递到2011年第39卷第4期姜浩等：基于总线技术的螺杆泵在线测试系统设计转矩转速仪；转矩转速仪通过动密封装置和转子连接器把动力传递给螺杆泵转子。图2螺杆泵在线测试系统试验台架总装图图4螺杆泵夹紧装置1一减速器；2扭矩仪；3一轴承座；4一盘根盒；1一丝杠支架；2弹簧

6、垫圈；3一丝杠；4开【j5支架；6一油管接头；7一同定卡钳1；8一抽销；5一开槽螺母；6一垫罔；7一螺栓；8一安装油泵；9一水箱；10一定卡钳2；11一升降座2；底盘；9一底座；1o—v形块；11一开槽沉头12一升降座1；13一升降座3；14一移动卡钳。螺钉；12一卡瓦；13一连丝杠滑块；14一手摇把。螺杆泵作时，转子绕定子的中心做行星运动，螺杆泵出口处存在由于转子回转运动引起的径3测控系统设计向力。为了实现密封，必须在密封部位消除螺杆泵转子的行星运动，系统采用密封装置、转子连接器试验台测试采用DCS系统

7、(分布式控制系统)和轴承座结构实现密封功能(见图3)。l———来实现采集控制功能。上位机IPC(工业控制计算——～2—__=机)完成信息的显示、变频控制、采样点信息检i测和数据输出等功能；下位机以采集模块作为数据C—————一＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼、＼＼＼、＼执行器件，采集现场的实时数据，上位机和下位机∞∞∞)之间通过485现场总线实现数据连接。电动机的运f／{行频率采用日本富士变频器控制，采用标准通讯模6，／／∞∞∞／＼、＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼＼式以数字通讯方式实现，变频器输出频率的调整可／／以直接通过

8、软件操作，输入频率值或以一定的增量s调节频率值，实现电动机的无级调速，带动传动系统工作，测控系统结构见图5。__JI些皇塑H堡塑矍H变錾量h塞窒孽壁墨一图3密封总成匦百⋯]l照]1一密封支架；2一螺栓；3一螺母；4一垫圈；i匦5一密封轴套；6一轴套；7一轴；8一密封填料。I试验台上安装螺杆泵夹紧装置(见图4)，便r．⋯电力参⋯数1I采电集力模参数块JI—l变频电动棚于螺杆泵安装、调整和手摇夹紧。该夹紧装置由双：～检测⋯参数溺．