[01564897]油气田高速旋转机械状态实时监测与预警系统

一、课题来源 该成果来源于四川省科技支撑项目“基于双CPU的高速旋转机械状态监视及预警系统研究”（项目编号：2012FZ0021）和国家自然科学基金项目“自适应多项式预测滤波器的新结构与算法研究”（项目编号：60272029）。该成果由西南石油大学、西南交通大学、电子科技大学、西华大学和四川仁捷石油技术有限公司合作共同完成。 二、研究目的意义 该成果通过对大型油气田旋转机械进行状态监测,并对油气田旋转机械出现的故障进行判断,在即将出现故障时提前预警,保证高速旋转机械处于安全、稳定、高效的运行状态,提高企业生产效率,确保人身安全和财产安全。 三、主要性能指标及特点 它与美国Bently公司3500监测系统、德国Epro公司的MMS600系统性能、中国的威海自动控制公司的ZA8000旋转机械状态监控系统功能和性能指标相当,完全满足API670标准的要求。 同时,与上述国内外同类系统相比较,该系统还具有如下优点： 1、电气指标更优 该成果可采样0～1G HZ的旋转机械电信号,远高于同类产品信号采样频率范围（MMS600系统电信号采样范围0～10k HZ）; 可独立采样旋转机械的8个参数,包括轴振动（X-Y）两路、轴位移、轴偏心、轴径向位、转速、胀差、相对缸胀;高于同类产品信号参数检测个数（如：MMS6000可检测4个参数）。 2、成本更低 上述国内外同类产品通常采用一路信号需要一个独立的数据采集,本系统能用一块DSP对8路旋转机械信号同时进行数字处理,大大降低了硬件成本。成本约为国内外同类产品的30%。 3、系统功能更强大 与上述国内外同类系统相比,该系统由于采用了基于不同的压缩感知理论的模拟稀疏信号采样模型与重构算法,提高了信号的等效采样频率,提高了信号重构精度;该成果建立了基于弱能量并行PN序列的OFDM/MIMO OFDM传输系统及其核心技术新理论,提高了传输效率、带宽效率,降低了传输误码率;该系统采用混沌相空间重构、混沌时间序列自适应volterra旋转机械故障诊断与预测策略,提高了诊断复杂故障的效率和精度,且增加了旋转机械故障预测功能（目前国内外同类产品尚无预测功能）。 四、与国内外同类技术比较 与上述国内外系统相比较,该系统及成果主要包括以下四项特色技术： 1、高精度的采集技术 提高了信号的等效采样效率,提高了信号重构精度。 2、高速的信号传输技术 研究并提出了十余种系统关键技术新方法,大大提高了传输速率和带宽效率。 3、先进的故障诊断与预警技术 实现了油田旋转机械的损伤状况在线实时故障诊断与预警,较大程度地加强了对弱信号和复杂故障的诊断与预警能力。 五、成果的创造性、先进性 该项目成果包括：高速旋转机械状态监测及预警仪一台,经成都市产品质量技术监督局检验质量合格;已授权国家发明专利16项;发表相关学术论文143篇（其中SCI收录论文28篇,EI期刊收录论文42篇）。 根据2015年4月30日四川省科学技术信息研究所（国家一级科技查新咨询单位）对成果进行国内外检索,该系统及其系统中所包含的采集、传输、故障预测三方面的核心技术均未见报道。 六、成果鉴定结论 该成果为一套新型的油气田旋转机械状态监测及预警系统,已在油田得到应用推广,社会效益显著。系统中,在油气田旋转机械状态测定与采样、信息传输、故障诊断与预警三方面取得了创新成果。 本成果创新性强、应用性广,整体技术达到国际先进,在油气田旋转机械故障诊断方法与预警建模方面具有国际领先水平。 七、成果应用前景 推广应用的范围领域主要有石油化工领域,如天然气压缩机,大型抽油机等;机械自动化领域;水电、火电、核电领域,如大型水轮机,汽轮机等。可进一步推广应用于水电站的水轮机,火电站与核电站的大型汽轮机的进行状态监测与预警,具有广阔的推广应用前景。