[发明专利]一种螺杆泵性能测试装置及方法

说明书

本发明涉及油田地面输油工程技术领域，属于一种螺杆泵性能测试装置及方法，包括测试装置和检测装置及对应方法。它用于单相或两相介质的模拟实验，具有简单判断螺杆泵性能和优化螺杆泵转速的功能。本测试装置及方法可以对不同转速、泵进出口压差、原油粘度和输送介质气体质量分数等条件下螺杆泵性能进行研究。设计检测装置，包括传感器、PLC、上位机和变频控制柜，用于采集螺杆泵数据资料。采用实测转速与优化后转速的相对误差方法，判断螺杆泵性能情况。该装置操作实现了半自动化，螺杆泵性能情况判断方法简单方便，同时通过负反馈控制方法调节螺杆泵的转速，可以使螺杆泵处在最优运行状态，延长泵使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种螺杆泵性能测试装置及方法，属于油气地面集输技术领域。

背景技术

螺杆泵在性能检测方面，由于螺杆泵性能测试装置测量因素单一，无法较全面的了解螺杆泵在不同运行工况下的性能情况，从而无法及早发现缺陷进行改进，而计算机仿真技术无法代替螺杆泵实际操作。

螺杆泵在参数运行过程中，需要科学、客观地了解螺杆泵性能优劣，降低人为判断失误的概率。因此，需要开发简单快速判断其性能优劣的方法以及时了解其状况；为螺杆泵转速优化控制，延长其工作寿命具有重要意义。

现有技术中，申请日为2016年02月02日、公告号为CN105649978A的中国发明专利公开了一种单螺杆泵故障诊断和性能测试装置及方法。所述单螺杆泵在油田地面集输系统接转站内由终端设备和监控中心组成；终端设备根据控制命令进行工作模式的切换、运行参数的采集和运行工况的调节；监控中心实现单螺杆泵运行工况监测、控制命令的下达、故障诊断和性能分析；终端设备与监控中心之间通过网关节点实现无线通信。泵性能测试模式下，可以实现在役单螺杆泵/非在役单螺杆泵在一般工况/极限工况下泵性能测试，完成不同工况下泵容积效率、轴功率、扬程及总效率等性能参数计算，在此基础上进行性能曲线绘制及存储。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术螺杆泵工况测试参数单一、泵效性能优劣判断不够迅速、泵效性能不能及时调整，使用寿命缩短的不足，提供一种用于螺杆泵在不同工况条下的性能检测装置和性能优良判断及转速优化控制方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种螺杆泵性能测试装置，包括：调频器1、三相异步电机2、联轴器3、转速扭矩传感器4、螺杆泵转子5、γ射线型原油含气率分析仪6、螺杆泵7、流量传感器8、管线9、第一截止阀10、第一压力变送器11、电动调节阀12、三相分离器13、增压泵14、质量流量计15、储液罐16、电加热器17、液位计18、第二截止阀19、温度传感器20、油气混合器21、第三截止阀22、第二压力变送器23、第四截止阀24、单向阀25、调节阀26、压力计27、第五截止阀28、气体流量计29、减压阀30、储气罐31和压缩机32，该装置还包括由PLC33、上位机34、变频控制柜35和传感器36组成的参数监测装置；

三相异步电机2与调频器1电线连接，其输出端通过联轴器3与螺杆泵转子5连结；转速扭矩传感器4安装在转轴上；γ射线型原油含气率分析仪6安装在螺杆泵7进口端的管线9上，螺杆泵7进、出口两端的管线9上分别安装有流量传感器8；第一截止阀10两端通过管线9分别连接流量传感器8和第一压力变送器11；电动调节阀12、三相分离器13、增压泵14、质量流量计15和储液罐16通过管线9依次连接；带有液位计18的储液罐16底部安装有电加热器17；储液罐16、第二截止阀19和油气混合器21依次相连，接入管线9；第三截止阀22一端与第二压力变送器23通过管线9连接；第四截止阀24一端与单向阀25、调节阀26、第五截止阀28一端、气体流量计29、减压阀30、储气罐31和压缩机32顺序连接；管线9依次连接第四截止阀24一端与单向阀25、调节阀26、第五截止阀28一端、气体流量计29、减压阀30、储气罐31和压缩机32，第五截止阀28一端与压力计27由管线9连接；PLC33分别与上位机34、变频控制柜35和传感器36通过有线方式连接，变频控制柜35、转速调频器1、泵7和转速扭矩传感器4依次通过有线方式连接。