基于CAN总线的泥浆泵故障诊断研究-论文.pdf

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1、2013年第6期总第40卷维修与改进·71·基于CAN总线的泥浆泵故障诊断研究樊敦秋，崔希君(胜利油田钻井工艺研究院，山东东营257000)摘要：泥浆泵在高负荷运行过程中易出现活塞刺漏、凡尔刺漏和凡尔体卡死等故障，针对上述故障无法实现实时诊断问题，提出一种基于功率谱处理技术、小波处理技术及CAN总线信号传输技术的远程在线故障诊断方法，在对泥浆泵活塞刺漏、凡尔刺漏和凡尔体卡死等故障发生机理分析的基础上，研究了故障特征及提取方法，编制出相应的诊断软件。在F．1300型泥浆泵上的实验结果显示，系统能够实现对活塞刺漏、凡尔刺漏和凡尔体卡死等故障的实时判断及监控

2、。关键词：CAN总线；故障诊断；泥浆泵中图分类号：TH165+．3文献标识码：A文章编号：1006—0316(2013)06—0071—05StudyonmalfunctiondiagnosisofthemudpumpbasedonCANbusFANDun-qiu，CUIXi-jun(DrillingTechnologyandResearchInstitute，ShengliOilField，Dongying257000，China)Abstract：Itisdifficulttomonitorthemalfunctionoftherunningmud

3、pumpinrealtimewhenthepistonandthevalvebodyisdamagedandjammed．Basedonpowerspectrumprocessingtechnology，waveletprocessingtechnologyandCANbusanewmethodrealizesthemalfunctiondiagnosisofthemudpumpinlongdistanceandonline．Itisfirsttoanalysisthemechanismofthemalfunctionwhichcontainsdama

4、gingandjamming，thentostudythemethodtoextractthefailuresymptomsofthemudpump，andtodrawthemonitoringsystemsoftware．TestedwiththeF-1300mudpump，itdemonstratesthatthismethodcandistinguishthemalfunctionofthepumpwhenthepistonandthevalvebodyisdamagedandvalvebodyisjammedeffectivelyinrealt

5、ime．Keywords：CANbus；mudpump；malfunctiondiagnosis泥浆泵是石油矿场机械的关键设备，其性听力。随着计算机及信息处理技术的不断完善，能状态和使用寿命严重影响钻井的效率。对泥为远程在线实时监测泥浆泵提供了技术保障。浆泵出现的故障及时进行诊断可确保其合理使本文介绍了基于现场CAN总线的泥浆泵实时用及实现预知性维修，从而保障安全生产，提故障诊断系统。高设备的现代化管理水平，降低生产成本。现场统计数据表明，泥浆泵的故障主要发1泥浆泵故障机理生在动力端、液力端和十字头，其中液力端因高压射流导致的零件刺漏、破损尤为严重，约

6、现场试验数据表明，泥浆泵的故障主要包括占总故障的80％【引。目前，现场判断泥浆泵是凡尔胶皮刺漏、凡尔体及凡尔座刺漏、活塞胶皮否正常工作的比较有效的方法主要是通过耳刺漏、活塞缸套刺漏、凡尔体卡死等，下面以听，但其实时性较差，而且会损伤从业人员的F一1300型泥浆泵单个凡尔体为例加以论述。收稿日期：2013一Ol一3O作者简介：樊敦秋(1968一)，男，山东日照人，硕士，高级工程师，主要从事海洋石油工程的研究与设计工作。·72·维修与改进2013年第6期总第40卷1．1凡尔工作原理体相对于活塞的运动存在滞后角，rad。通过函数变换即可得到凡尔体位移h关于吸

7、入和排除凡尔与活塞的理想运动关系见0的函数。由式(4)可以看出，凡尔体相对于表1，凡尔的结构示意图见图1。活塞的运动存在滞后角6t。分两个阶段进行分表1吸入和排出凡尔与活塞运动关系析：第一个阶段为活塞后退阶段，在活塞后退的初期，凡尔体不会上升，当活塞后退到一定程度后，凡尔体在钻井液压力的作用下迅速上升，钻井液通过凡尔溢流间隙流出；第二阶段为活塞前进阶段，活塞由后退转为前进的初期，凡尔体在溢流钻井液压力的作用下暂时不会下降，当活塞前进到一定程度后，凡尔体在重力和弹簧压力的作用下，迅速下降并与凡尔座碰图1泵阀工作原理撞，造成冲击。凡尔体在重力、弹簧压力及钻

8、井液压力的1．2凡尔失效机理共同作用下运动，则凡尔在钻井液中的质量为：G=Go(1一P液／)(