油田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｡文章主要就油田安全生产中采油设备状态监测技术应用要点着手探究,了解技术优势特长,并寻求合理技术进行故障诊断和处理,以求最大程度上提升石油开采技术水平｡

一、油田采油设备状态监测技术

1.噪声监测技术

采油设备状态监测技术多样,监测功能不尽相同,而噪声监测技术作为一种典型的状态监测技术,主要是通过采油设备运行过程中所产生的噪声采集和分析,来判断设备是否存在故障｡一般情况下,设备运行声音是比较直观的故障表现形式,如果设备存在故障问题,设备运行所产生的声音会有别于平常,噪声加大｡而噪声监测技术就是将设备运行中产生的声音汇总,然后个别分析,依据分析的数据情况来监测采油设备是否正常运行｡一般情况下,注水泵站高压电机､通井机等设备适合采用噪声监测技术,实时监测设备运行情况,但由于油田分布位置并非对称的,周围自然环境也有所差异,所以噪声监测技术的应用要因地制宜,结合油田位置和环境条件适当调整,以此来保证采集的信息全面､精准､可靠｡如,检测实验室中采油机械设备可以选择高精度噪声监测设备,这样采集的数据下进行分析,分析结果误差较小,精准度较高｡如果是安静环境,噪声小,可以选择普通的声级器监测,如果现场环境较为恶劣､不稳定,选择升级版的积分升级器能够有效抵御外部环境恶劣影响,实时监测分析采油设备运行情况,依据收集的数据信息来分析设备运行状态,提升监测质量｡一般情况下,油田多是在偏远､荒芜的地区,此类地区的环境恶劣,声音环境并不稳定,监测的噪声数据信息受到环境干扰较大,对此要求声级器之类的监测设备具备更高的技术水平,并且配备多条信息处理网络通道,合理配置,保证数据信息安全､顺畅传输｡

2.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｡如,机械设备运转频率≤600r/min,可以判定该设备属于刚性损坏,重点监测分析设备位移变化;机械设备运转频率在600r/min~120000r/min范围内,设备即存在疲劳损坏问题,监测重点是速度变化;机械设备运转频率≥120000r/min,即属于惯性力损坏故障,重点监测加速度指标｡

3.温度监测技术

目前采油机械设备状态监测中,温度监测技术应用范围较广,借助专门仪器设备直接接触采油设备,收集设备运行温度数据参数,基于导线传输到计算机系统中,依据这一数据来综合评估和判断机械设备运行状态｡尽管此种方法监测结果直观,但也存在一定不足,表现在大型机械设备状态监测中,由于计算机和机械设备间距较远,温度信号数据传输中会出现衰减趋势,传输到计算机的温度信号与最初采集的信号存在一定差异,不可避免地增加监测结果偏差｡温度监测技术不适合封闭环境下监测,如,以钻采集设备为例,此类设备占地面积大,设备运行环境较为特殊,以往的温度监测技术局限性较大,不适合此类大型设备状态监测需要,因此要摆脱摒弃有线监测技术限制,而是选择无线监测仪器设备,不需要导线传输信息,能够有效改善传输距离远的问题,降低数据信息偏差｡

4.无损探伤技术

无损探伤技术在采油设备状态监测诊断中应用,不需要接触设备即可采集所需要数据信息,而且不会对监测对象产生损伤,在采油设备状态监测和诊断中应用有着重要意义｡如,射线检测技术,是典型的无损探伤技术,主要是监测金属部件以及非金属部件,前者应用范围广｡为了提升故障诊断精度,对象适合定位在采油设备的高压容器｡

三、采油设备状态监测和故障诊断设计

1.系统总体设计

为了实现采油设备状态监测和故障诊断,依据模块化设计思想,在Windows7运行环境下进行设计,包括数据采集､振动监测报警､故障诊断､智能维护､在线与离线监测分析等模块｡采油设备振动监测是一种可靠方法,其中包括多样的设备故障数据信息,如果超出阈值则会发出预警信息,自动化生成故障监测报告｡在线监测可以实现设备监测数据信息自动化或手动保存,为故障诊断提供数据支持｡

2.测点位置

监测位置适合在轴承位置,主要是由于轴承磨损强度大,故障发生概率高,是机组故障敏感位置,因此可以在主轴承上布置测点｡

3.系统实现

(1)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｡

(2)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｡

四、结语

综上所述,采油设备状态监测直接关系到油田安全生产,面对新时期采油规模扩大带来的挑战,应积极推动状态监测技术创新应用,依托于实际情况,灵活选择最佳监测技术和故障诊断技术,便于及时发现故障隐患,发出预警信号,组织相关人员进行处理｡通过此种方式,能够为采油设备安全稳定运行提供支持,提升采油效率和效益｡

参考文献

[1]采油设备检测在油田安全生产中的作用[J]. 齐欣.化学工程与装备,2020(02)

[2]油田安全生产的影响因素及措施研究[J]. 包华健.决策探索(中),2020(10)