壓裂用泵頭體實際工況下使用壽命檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬石油鉆采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到壓裂泵泵頭體使用壽命檢測裝 置和檢測。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓裂泵是用于壓裂介質(zhì)高壓泵送的設(shè)備，主要應(yīng)用于油氣田儲層改造的水力壓裂 施工中，常用的壓裂泵為柱塞式容積往復(fù)泵，主要由動力端、泵頭體、吸入閥、排出閥等部件 組成，通過動力機械驅(qū)動，動力端帶動柱塞在于泵頭體內(nèi)做往復(fù)運動，在泵頭體內(nèi)吸入閥 和排出閥的交替作用下，實現(xiàn)壓裂介質(zhì)的高壓泵送。目前壓裂泵泵頭體最高承壓等級達 140MPa，在實際壓裂施工中，由于地下儲層的復(fù)雜性以及往復(fù)泵自身的壓力脈動，泵頭體從 使用到報廢過程的實際使用工況(承受的壓力、壓力的時間分布等）無法確定，由于泵頭體 長期處于動態(tài)的交變載荷作用，超高應(yīng)力應(yīng)變變化關(guān)系極其復(fù)雜，造成泵頭體使用壽命差 異大（200h~800h)且很難預(yù)測。
[0003] 現(xiàn)有壓裂泵頭體壽命多采用人工統(tǒng)計的簡單方式完成，泵頭體的壓力信號只能顯 示在控制系統(tǒng)操作屏，未能真實紀錄、反映泵頭體的壓力值及各壓力區(qū)間工作時間，不能給 壓裂泵泵頭體設(shè)計人員及施工人員提供可靠依據(jù)，隨著大規(guī)模、高壓力、長時間壓裂施工的 開展，如何快速、方便的檢測出泵頭體在實際工況作用下的使用壽命，為在役泵頭體的服役 狀況提供參考，降低超高壓壓裂施工風(fēng)險，防止出現(xiàn)重大經(jīng)濟損失和人員傷亡，逐步成為壓 裂裝備研制方面的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型的目的，在于提供一種簡單、可靠、方便的壓裂用泵頭體實際工況下使 用壽命檢測裝置，該檢測裝置能夠?qū)崟r、準確的檢測、記錄泵頭體承受的壓力、時間等，旨在 解決在不同壓力工況下，現(xiàn)有泵頭體無法準確確定泵頭體的使用時間和服役壽命的技術(shù)難 題。
[0005] 壓裂用泵頭體實際工況下使用壽命檢測裝置，其特征在于：該檢測裝置包括電子 標簽、實時在線數(shù)據(jù)采集器、手持式數(shù)據(jù)讀寫器；所述的電子標簽通過螺栓或鉚釘連接的方 式固定在壓裂泵的泵頭體上，實時在線數(shù)據(jù)采集器安裝在柱塞泵的泵頭附近，且與泵頭是 分離狀態(tài)，手持式數(shù)據(jù)讀寫器為移動式操作設(shè)備，實時在線數(shù)據(jù)采集器按照某采樣頻率1/ f用于接收壓裂泵裝置控制系統(tǒng)中的壓力數(shù)據(jù)幀，處理后將壓力數(shù)據(jù)幀傳輸至電子標簽，電 子標簽用于接收并存儲壓力信號，當(dāng)手持式數(shù)據(jù)讀寫器在任意時刻發(fā)出壓力數(shù)據(jù)讀取指令 后，電子標簽通過電磁波傳輸壓力電磁波信號，手持式數(shù)據(jù)讀取器收到來自電子標簽的電 磁波信號后，解調(diào)還原，就得到了泵頭體的壓力數(shù)據(jù)，手持式數(shù)據(jù)讀取器將讀取到的壓力數(shù) 據(jù)值進行數(shù)據(jù)判斷，所述的手持式數(shù)據(jù)讀寫器對壓力數(shù)據(jù)進行存儲后可完成不同壓力區(qū)間 采樣數(shù)的統(tǒng)計，6個壓力區(qū)間的采樣數(shù)η乘以采樣頻率Ι/f，即可得出各壓力區(qū)間的運行時 間Ti,
[0006] Ti=Iii X 1/f
[0007]
[0008] 根據(jù)上述公式即可計算出泵頭體總運行時間T。
[0009] 所述的電子標簽是一種超高頻（UHF)抗金屬電子標簽，采用非接觸式能源供應(yīng)，無 電池。
[0010] 所述的電子標簽采用非接觸式數(shù)據(jù)傳輸；通過射頻技術(shù)（RFID)，既可以從標簽內(nèi) 部讀取數(shù)據(jù)，也可以向標簽內(nèi)部寫入數(shù)據(jù)。
[0011] 所述的實時在線數(shù)據(jù)采集器，由數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和超高頻、射頻技術(shù) 讀寫模塊組成，數(shù)據(jù)通信模塊用于連接在計算機上進行數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭氩僮鳎瑪?shù)據(jù)采集模 塊用于接收壓裂泵裝置上的壓力數(shù)據(jù)幀，射頻技術(shù)（RFID)讀寫模塊用于將數(shù)據(jù)傳輸給電子 標簽。
[0012] 所述的實時在線數(shù)據(jù)采集器，其內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信模塊上設(shè)有一個RS485數(shù)據(jù)通信 接口。
[0013] 所述的手持式數(shù)據(jù)讀寫器為數(shù)據(jù)采集終端，帶有顯示屏和操作按鍵，內(nèi)置聚合物 電池，數(shù)據(jù)讀寫器能夠?qū)Σ杉降膲毫?shù)據(jù)進行分區(qū)處理，處理結(jié)果顯示在顯示屏上。
[0014] 本實用新型的的優(yōu)點在于：它采用全數(shù)字、模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；電子標簽作為泵 頭的身份信息，用戶可以使用手持式數(shù)據(jù)讀寫器來查看和檢索其內(nèi)部保存的數(shù)據(jù)。該設(shè)備 安裝簡單，方便用戶掌握柱塞泵泵頭的工作時間，壓力參數(shù)等，有助于設(shè)備的檢修、維護；而 且為泵頭壽命到期后的換新提供了可靠依據(jù)，防止過度使用導(dǎo)致設(shè)備損壞或引發(fā)安全事 故，強化安全生產(chǎn)的同時、提高經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0015] 下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明。
[0016] 圖1為本實用新型原理框圖；
[0017] 圖2為實時在線數(shù)據(jù)采集器模塊框圖；
[0018] 圖3為本實用新型泵頭體檢測流程及計算方法。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖1~圖3進一步說明本實用新型的【具體實施方式】。
[0020] -種柱塞泵數(shù)據(jù)記錄儀包括電子標簽1、實時在線數(shù)據(jù)采集器2、手持式數(shù)據(jù)讀寫 器3 ;所述的電子標簽1通過螺栓或鉚接的方式安裝在柱塞泵的泵頭上面，實時在線數(shù)據(jù)采 集器2安裝在柱塞泵的泵頭附近，且與泵頭是分離狀態(tài)，手持式數(shù)據(jù)讀寫器3為移動式操 作設(shè)備，無固定安裝位置和連接方式。所述的電子標簽1是一種超高頻（UHF)抗金屬電子 標簽，采用非接觸式能源供應(yīng)，無電池。電子標簽1采用非接觸式數(shù)據(jù)傳輸；通過射頻技術(shù) (RFID)，既可以從標簽內(nèi)部讀取數(shù)據(jù)，也可以向標簽內(nèi)部寫入數(shù)據(jù)。手持式數(shù)據(jù)讀寫器3為 數(shù)據(jù)采集終端，帶有顯示屏和操作按鍵，內(nèi)置聚合物電池。實時在線數(shù)據(jù)采集器2,由數(shù)據(jù)通 信模塊5、數(shù)據(jù)采集模塊4和超高頻、射頻技術(shù)（UHF、RFID)讀寫模塊6組成。所述的實時在 線數(shù)據(jù)采集器2,其內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信模塊5上設(shè)有一個RS485數(shù)據(jù)通信接口。
[0021] 本實用新型工作時，在泵頭體工作中的任意時刻或泵頭體報廢后，通過實時在