过程装备故障诊断系统与钻井泵阀无冲击理论研究

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1、摘要过程装备故障诊断系统与钻井泵阀无冲击理论研究本论文研究的内容分两部分，第一部分是过程装备故障诊断系统。石化企业过程装备多系大型精密，结构复杂，类型繁多，且生产连续性强，自动化水平高，过程装备在应用过程中由于各种因素的影响难免出现故障，而且发生的故障具有多样性和不可预测性的特点。为了保证过程装备性能良好，维持正常的运转，降低维修成本，提高经济效益，增强企业竞争能力等，对过程装备进行故障诊断和预防是重要的和必需的。由于目前对于这些复杂系统和过程装备，建立系统数学模型和故障过程模型是非常困难的，本文提出了基于案例诊断推理(CBR)技术的故障

2、诊断专家系统。这一部分对基于案例推理技术的各个阶段进行了研究，包括故障诊断系统结构的建立、基于语义记忆单元的案例表示、案例的组织、案例的检索以及案例的重用。将CBR技术应用于过程装备故障诊断系统中，并用VC++6．0和SQLServer2000实现了对专家系统的开发。实践证明，基于案例推理技术进行故障诊断的优点是根据过去的实例来解决新问题，不需要依靠人从实例中提取规则，降低了知识获取的负担，接替速度快。在故障诊断方面，实际的经验实例非常重要，这种给予案例的方法提供了一个快速有效的诊断途径。论文的另一部分是钻井泵阀无冲击理论研究，源于国家自

3、然科学基金项目(50575017)。随着超深油气井的出现和日益增多，以及水力喷射式钻井工艺的应用和固井压裂工艺的日益强化，对钻井泥浆泵和固井压裂泵的要求也愈来愈高，即要求泵具有更大的功率、压力和排量，同时要求泵体积小，重量轻。为此需要提高泵的冲次。确定临界冲次的现有理论是在保证泵阀正常工作条件下，提出钻井泵无冲击工作条件，并以此来确定临界冲次。这一部分引用了德国的阿道尔夫提出的无冲击理论，即最高允许冲击次数应由阀关闭瞬间阀盘和阀座密封面上的接触应力来确定。运用有限元法的基本思路分析泵阀的结构，重点分析了用六结点三角形单元进行泵阀模型的离散

4、化，建立了该单元的刚度矩阵，进而建立了有限元分析的整体平衡方程。应用ANSYS软件对泵阀的冲击过程进行仿真模拟，计算出了变形结果，等效应力结果，接触应力结果，并进行分析比较，得出了对实际泵阀有指导意义的结论，即在阀体与阀座的冲击接触面上，等效应力的最大值都出现在锥面下部，在阀体阀座接触面下部区域安装密封圈，能够增加对冲击的缓冲，延缓泵阀的失效，提高使用寿命；若要改善阀盘冲击阀座形成的冲击疲劳可以适当增大锥角，但是作用不大。关键词：过程装备，故障诊断，案例推理，钻井泵阀，无冲击，有限元，ANSYS摘要1n’o‘‘^‘’一taultdiagn

5、osissystemolProcessequipmentandnon-impacttheoryresearch0ndrillingpumpvalve_l⋯--_ABSTRACTTherearetwosectionsinthispaper．OnesectionisFaultdiagnosissystemofprocessequipment．Inpetrochemicalcompanies，mostoftheprocessequipmentsarelargeprecise，complex，greatvariety,continuityandw

6、ithhighlevelofautomation．Affectedbyvariousfactors，itisunavoidabletohaveproblemsintheapplicationofprocessequipment．Andthefaultsaremultifariousandunpredictable．Inordertoensurethequalityofprocessequipments，maintainthenormaloperation，reducemaintainablecost，enhanceeconomicperf

7、ormanceandthecompetitivepowerofenterprise，itisimportantandnecessarytocarryoutfailurediagnosisandpreventiononprocessequipment．Nowadays，buildingmathematicalmodelandfaultproceduralmodelareverydifficult．Inthispaper,thecase—basedreasoning(CBR)technologyappliedtothefaultdiagnos

8、isexpertsystemisdescribed．Inthispart，eachstageofthecase-basedreasoning(CBR)technologyarestudied,