潜油电泵负载故障判断方法、装置和潜油电泵无纸记录仪制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种潜油电泵负载故障判断方法、装置和潜油电泵无纸记录仪，涉及油田采油举升设备潜油泵电气控制技术领域，一种潜油电泵负载故障判断方法包括潜油电泵非故障录波、潜油电泵故障运行判断、潜油电泵故障录波、潜油电泵故障录波数据和非故障录波数据还原和潜油电泵的故障判断；以及一种潜油电泵负载故障判断装置；潜油电泵无纸记录仪包括上述的潜油电泵负载故障判断方法和装置，以及主控单元、二级三相电流互感器、二级线电压互感器、有源滤波器；解决目前不能准确的反应出潜油电泵机组在不同情况下完整的运行规律及特点的问题。

Method and device for judging load failure of submersible electric pump and paperless recorder for submersible electric pump

The invention discloses an electric submersible pump load fault diagnosis method, device and electric submersible pump paperless recorder, oil submersible pump lifting equipment relates to the technical field of electric control, a submersible pump load fault diagnosis method includes electric submersible pump non recorder, electric submersible pump, fault judgment electric submersible pump fault recorder, electric submersible pump fault fault wave data reduction and electric submersible pump wave data and non fault judgment and fault; an electric submersible pump load failure judgment device; paper recorder including the submersible load fault judging method and device of electric submersible pump the pump, as well as the main control unit, two three-phase current transformer, voltage transformer, two wire active power filter; solve currently can not accurately reflect the operation rules and characteristics of electric submersible pump in different conditions of the complete problem.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田采油举升设备潜油泵电气控制
，具体说是一种潜油电泵负载故障判断方法、装置和潜油电泵无纸记录仪。
技术介绍
国内外同类产品多数采用机械式有纸记录，部分为电子式记录，机械式存在迟滞性，并不能准确的反应运行电流及电压的变化特点，目前使用电子记录强调对潜油电泵负载电流变化点的记录存储，并不能对整个运行过程电流及电压的运行特点进行时间域上连续不间断监测记录，实际上属于间隔监测，不能准确的反应出潜油电泵机组在不同情况下完整的运行规律及特点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供潜油电泵负载故障判断方法、装置和潜油电泵无纸记录仪。第一方面，一种潜油电泵负载故障判断方法，包括：第一步，潜油电泵非故障录波，记录系统故障录波开始前的状态数据；第二步，潜油电泵故障运行判断，潜油电泵存在故障运行，则开始潜油电泵故障录波；第三步，潜油电泵故障录波，记录系统故障录波初期的状态数据、系统故障录波的中期状态数据和系统动态过程数据；第四步，潜油电泵故障录波数据和非故障录波数据还原，对所述潜油电泵非故障录波和潜油电泵故障录波进行状态数据还原。第五步，潜油电泵的故障判断，根据所述状态数据还原得到的波形进行故障判断，判断方式如下：电压稳定，电流平滑下降，判断是否供液能力下降造成；电压波动，电流相应波动，判断是否由供电原因造成机组运行不稳；电压平稳，电流呈规律波浪式波动，判断是否因井下含气量大造成；电压平稳，电流规律呈长城状波动，判断是否间歇供液变化或机械故障；电压基本平稳，电流出现急剧变化的毛刺，判断是否绝缘降低；电压平稳，三相电流不平，电机三相直流电阻及对地绝缘是否正常；电压平稳，电流接近机组空载电流，判断是供液不足或管线有堵塞；针对软启动器，在启动或停机时，电流上升较大，判断是否因启动及停机时间参数设置过长造成；针对软启动器，电压平稳，电流不平，应检查软启动器是否有信号触发故障；针对变频器输出电压平稳，输出电流不平，应检查逆变器部分；其中，所述状态数据为潜油电泵机组运行电流及电压。优选地，所述潜油电泵非故障录波的记录时间t1≥0.04S，t1的为潜油电泵故障前的时间。优选地，所述记录系统故障录波初期的状态数据的记录时间t2≥0.2S，t2从故障录波启动时开始计时。优选地，所述系统故障录波的中期状态数据的记录时间t3≥1.0S，t3从t2结束时开始计时。优选地，所述系统动态过程数据的记录时间t4≥20S，t4从t3结束时开始计时。优选地，在所述记录时间t1期间内每1S计算一次工频有效值，在所述记录时间t2和t3期间每0.04S计算一个工频有效值,在所述记录时间t4期间每0.1S计算一个工频有效值。优选地，所述潜油电泵非故障录波的采样间隔为2mS，所述潜油电泵故障录波的采样间隔为1mS。优选地，所述潜油电泵故障运行判断方式如下：方式一：潜油电泵的电流变化量ΔI≥±5％In时，判断为潜油电泵故障运行，其中In为潜油电泵的运行电流的有效值；方式二：Ui≥110％Un或Ui≤90％Un时，判断为潜油电泵故障运行，其中Un为潜油电泵的电压额定值，Ui是潜油电泵运行瞬时的有效值；方式三：利用电流的突变量△ik＝||ik-ik-N|-ik-N-ik-2N|判断潜油电泵是否故障运行，△ik≥电流突变量设定值，可判断潜油电泵故障运行；方式四：利用电压的突变量△uk＝||uk-uk-N|-uk-N-uk-2N|判断潜油电泵是否故障运行，△uk≥电压突变量设定值，可判断潜油电泵故障运行；其中ik和uk为本时刻采样值，ik-N和uk-N为上一周期对应时刻采样值；ik-2N和uk-2N为前两个周期对应时刻采样值；第二方面，一种潜油电泵负载故障判断装置，包括：潜油电泵非故障录波装置，用于记录系统故障录波开始前的状态数据；潜油电泵故障运行判断装置，用于判断潜油电泵是否存在故障运行；潜油电泵故障录波装置，与所述潜油电泵故障运行判断装置连接，用于记录系统故障录波初期的状态数据、系统故障录波的中期状态数据和系统动态过程数据；潜油电泵故障录波数据和非故障录波数据还原装置，分别与所述潜油电泵非故障录波装置和潜油电泵故障录波装置连接，用于对所述潜油电泵非故障录波装置和潜油电泵故障录波装置进行状态数据还原；潜油电泵的故障判断装置，与所述潜油电泵故障录波数据和非故障录波数据还原装置连接，根据所述状态数据还原得到的波形进行故障判断，潜油电泵的故障判断装置的判断方式如下：电压稳定，电流平滑下降，判断是否供液能力下降造成；电压波动，电流相应波动，判断是否由供电原因造成机组运行不稳；电压平稳，电流呈规律波浪式波动，判断是否因井下含气量大造成；电压平稳，电流规律呈长城状波动，判断是否间歇供液变化或机械故障；电压基本平稳，电流出现急剧变化的毛刺，判断是否绝缘降低；电压平稳，三相电流不平，判断电机三相直流电阻及对地绝缘是否正常；电压平稳，电流接近机组空载电流，判断是供液不足或管线有堵塞；针对软启动器，在启动或停机时，电流上升较大，判断是否因启动及停机时间参数设置过长造成；针对软启动器，电压平稳，电流不平，应检查软启动器是否有信号触发故障；针对变频器输出电压平稳，输出电流不平，应检查逆变器部分；其中，所述状态数据为潜油电泵机组运行电流及电压。优选地，所述潜油电泵非故障录波装置的记录时间t1≥0.04S，t1的为潜油电泵故障前的时间。优选地，所述潜油电泵故障录波装置的系统故障录波初期的状态数据的记录时间t2≥0.2S，t2从故障录波启动时开始计时。优选地，所述潜油电泵故障录波装置的系统故障录波的中期状态数据的记录时间t3≥1.0S，t3从t2结束时开始计时。优选地，所述潜油电泵故障录波装置的系统动态过程数据的记录时间t4≥20S，t4从t3结束时开始计时。优选地，在所述记录时间t1期间内每1S计算一次工频有效值，在所述记录时间t2和t3期间每0.04S计算一个工频有效值,在所述记录时间t4期间每0.1S计算一个工频有效值；优选地，所述潜油电泵非故障录波装置的采样间隔为2mS，所述潜油电泵故障录波装置的采样间隔为1mS。优选地，所述潜油电泵故障运行判断装置的判断方式如下：方式一：潜油电泵的电流变化量ΔI≥±5％In时，判断为潜油电泵故障运行，其中In为潜油电泵的运行电流的有效值；方式二：Ui≥110％Un或Ui≤90％Un时，判断为潜油电泵故障运行，其中Un为潜油电泵的电压额定值，Ui是潜油电泵运行瞬时的有效值；方式三：利用电流的突变量△ik＝||ik-ik-N|-ik-N-ik-2N|判断潜油电泵是否故障运行，△ik≥电流突变量设定值，可判断潜油电泵故障运行；方式四：利用电压的突变量△uk＝||uk-uk-N|-uk-N-uk-2N|判断潜油电泵是否故障运行，△uk≥电压突变量设定值，可判断潜油电泵故障运行；其中ik和uk为本时刻采样值，ik-N和uk-N为上一周期对应时刻采样值；ik-2N和uk-2N为前两个周期对应时刻采样值；第三方面，一种潜油电泵无纸记录仪，包括：如上所述的潜油电泵负载故障判断方法和装置；以及主控单元，所述的潜油电泵负载故障判断方法和装置位于主控单元内部，用于潜油电泵的潜油电泵负载故障判断；二级三相电流互感器，用于将一次回路的初级三相电流互感器的电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种潜油电泵负载故障判断方法，其特征在于，包括：第一步，潜油电泵非故障录波，记录系统故障录波开始前的状态数据；第二步，潜油电泵故障运行判断，潜油电泵存在故障运行，则开始潜油电泵故障录波；第三步，潜油电泵故障录波，记录系统故障录波初期的状态数据、系统故障录波的中期状态数据和系统动态过程数据；第四步，潜油电泵故障录波数据和非故障录波数据还原，对所述潜油电泵非故障录波和潜油电泵故障录波进行状态数据还原。第五步，潜油电泵的故障判断，根据所述状态数据还原得到的波形进行故障判断，判断方式如下：电压稳定，电流平滑下降，判断是否供液能力下降造成；电压波动，电流相应波动，判断是否由供电原因造成机组运行不稳；电压平稳，电流呈规律波浪式波动，判断是否因井下含气量大造成；电压平稳，电流规律呈长城状波动，判断是否间歇供液变化或机械故障；电压基本平稳，电流出现急剧变化的毛刺，判断是否绝缘降低；电压平稳，三相电流不平，判断电机三相直流电阻及对地绝缘是否正常；电压平稳，电流接近机组空载电流，判断是供液不足或管线有堵塞；针对软启动器，在启动或停机时，电流上升较大，判断是否因启动及停机时间参数设置过长造成；针对软启动器，电压平稳，电流不平，应检查软启动器是否有信号触发故障；针对变频器输出电压平稳，输出电流不平，应检查逆变器部分；其中，所述状态数据为潜油电泵机组运行电流及电压。...

【技术特征摘要】
1.一种潜油电泵负载故障判断方法，其特征在于，包括：第一步，潜油电泵非故障录波，记录系统故障录波开始前的状态数据；第二步，潜油电泵故障运行判断，潜油电泵存在故障运行，则开始潜油电泵故障录波；第三步，潜油电泵故障录波，记录系统故障录波初期的状态数据、系统故障录波的中期状态数据和系统动态过程数据；第四步，潜油电泵故障录波数据和非故障录波数据还原，对所述潜油电泵非故障录波和潜油电泵故障录波进行状态数据还原。第五步，潜油电泵的故障判断，根据所述状态数据还原得到的波形进行故障判断，判断方式如下：电压稳定，电流平滑下降，判断是否供液能力下降造成；电压波动，电流相应波动，判断是否由供电原因造成机组运行不稳；电压平稳，电流呈规律波浪式波动，判断是否因井下含气量大造成；电压平稳，电流规律呈长城状波动，判断是否间歇供液变化或机械故障；电压基本平稳，电流出现急剧变化的毛刺，判断是否绝缘降低；电压平稳，三相电流不平，判断电机三相直流电阻及对地绝缘是否正常；电压平稳，电流接近机组空载电流，判断是供液不足或管线有堵塞；针对软启动器，在启动或停机时，电流上升较大，判断是否因启动及停机时间参数设置过长造成；针对软启动器，电压平稳，电流不平，应检查软启动器是否有信号触发故障；针对变频器输出电压平稳，输出电流不平，应检查逆变器部分；其中，所述状态数据为潜油电泵机组运行电流及电压。2.根据权利要求1所述的一种潜油电泵负载故障判断方法，其特征在于：所述潜油电泵非故障录波的记录时间t1≥0.04S，t1的为潜油电泵故障前的时间；所述记录系统故障录波初期的状态数据的记录时间t2≥0.2S，t2从故障录波启动时开始计时；所述系统故障录波的中期状态数据的记录时间t3≥1.0S，t3从t2结束时开始计时；所述系统动态过程数据的记录时间t4≥20S，t4从t3结束时开始计时；其中，在所述记录时间t1期间内每1S计算一次工频有效值，在所述记录时间t2和t3期间每0.04S计算一个工频有效值,在所述记录时间t4期间每0.1S计算一个工频有效值；其中，所述潜油电泵非故障录波的采样间隔为2mS，所述潜油电泵故障录波的采样间隔为1mS。3.根据权利要求1或2所述的一种潜油电泵负载故障判断方法，其特征在于：所述潜油电泵故障运行判断方式如下：方式一：潜油电泵的电流变化量ΔI≥±5％In时，判断为潜油电泵故障运行，其中In为潜油电泵的运行电流的有效值；方式二：Ui≥110％Un或Ui≤90％Un时，判断为潜油电泵故障运行，其中Un为潜油电泵的电压额定值，Ui是潜油电泵运行瞬时的有效值；方式三：利用电流的突变量△ik＝||ik-ik-N|-ik-N-ik-2N|判断潜油电泵是否故障运行，△ik≥电流突变量设定值，可判断潜油电泵故障运行；方式四：利用电压的突变量△uk＝||uk-uk-N|-uk-N-uk-2N|判断潜油电泵是否故障运行，△uk≥电压突变量设定值，可判断潜油电泵故障运行；其中ik和uk为本时刻采样值，ik-N和uk-N为上一周期对应时刻采样值；ik-2N和uk-2N为前两个周期对应时刻采样值。4.一种潜油电泵负载故障判断装置，其特征在于，包括：潜油电泵非故障录波装置，用于记录系统故障录波开始前的状态数据；潜油电泵故障运行判断装置，用于判断潜油电泵是否存在故障运行；潜油电泵故障录波装置，与所述潜油电泵故障运行判断装置连接，用于记录系统故障录波初期的状态数据、系统故障录波的中期状态数据和系统动态过程数据；潜油电泵故障录波数据和非故障录波数据还原装置，分别与所述潜油电泵非故障录波装置和潜油电泵故障录波装置连接，用于对所述潜油电泵非故障录波装置和潜油电泵故障录波装置进行状态数据还原；潜油电泵的故障判断装置，与所述潜油电泵故障录波数据和非故障录波数据还原装置连接，根据所述状态数据还原得到的波形进行故障判断，潜油电泵的故障判断装置的判断方式如下：电压稳定，电流平滑下降，判断是否供液能力下降造成；电压波动，电流相应波动，判断是否由供电原因造成机组运行不稳；电压平稳，电流呈规律波浪式波动，判断是否因井下含气量大造成；电压平稳，电流规律呈长城状波动，判断是否间歇...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军伟，郇万胜，郑云钟，刘欣，唐颖，李嘉男，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，大庆石油管理局，大庆油田力神泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11