一种塔架式抽油机的异常监测系统及其组件的制造方法与流程

本发明涉及塔架式抽油机运行监测，特别是指一种塔架式抽油机的异常监测系统及其组件的制造方法。

背景技术：

1、塔架式抽油机是一种新型的采油机械设备，因具有较多的优点，目前已在行业中得到广泛的应用，但在实际应用中，由于动力设备安装在塔架的上部，导致塔架重心较高，在负荷过大或外界大风等因素影响下，架体存在振动现象，如果振动幅度过大会导致塔架钢材因金属疲劳出现开焊、断裂等情况，甚至设备报废情况，严重影响设备的安全运行。

2、现有监测技术存在着成本高、分析复杂、测量难、可靠性差的诸多缺陷，所以急需一种更为准确有效的塔架机安全运行监测装置。

3、中国专利公开号：cn110761773a，公开了一种抽油机运行状态监测装置，其中包括：夹持构件，其具有用于夹持钢丝绳的第一空腔、与所述第一空腔连通的预置腔和电路腔；压力传感器，其安装在预置腔中，可以与钢丝绳抵压在一起，用于感测来自所述钢丝绳的压力，以获取钢丝绳的压力信号；数据处理模块，其安装在电路腔中，与所述压力传感器电连接，根据钢丝绳的压力信号确定抽油机的运行状态。

4、当前的装置程序复杂，监测效率低。

技术实现思路

1、为此，本发明的目的是提供一种塔架式抽油机的异常监测系统及其组件的制造方法，用于克服当前装置程序复杂，监测效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种塔架式抽油机的异常监测系统，包括，塔架式抽油机异常监测应变片式振动传感器组件和中控模块，

3、其中，所述塔架式抽油机异常监测应变片式振动传感器组件包括，

4、若干箔片式应变片，其包括第一箔片式应变片、第二箔片式应变片、第三箔片式应变片和第四箔片式应变片，分别粘贴在所述玻璃钢外壳内侧的四周，用于根据塔架式抽油机架体发生机械变形时，各电阻值随之变化，通过其各电阻值的变化判断塔架式抽油机是否振动异常；

5、温度传感器，其检测所述组件内部的实时温度，根据其检测的实际温度值判断组件内部温度对所述各箔片式应变片的实际电阻值大小是否有影响；

6、其中，所述中控模块与所述若干箔片式应变片和所述温度传感器分别相连，塔架式抽油机架体相对振动产生位移导致各箔片式应变片发生形变，使得各箔片式应变片的检测电阻值发生改变，中控模块根据各所述检测电阻值的变化进行整体分析，根据分析结果对故障/脱落报警等级进行划分，从而判断塔架式抽油机架体整体出现异常振动的紧急程度并发出相应的故障/脱落报警信号；根据所述温度传感器实时检测的实际温度值对各箔片式应变片的各检测电阻值进行补偿和修正，根据修正后的各实际电阻值计算整体报警计算值，计算过程中根据发生故障/脱落的箔片式应变片的个数判断所述故障/脱落报警信号是否为误报，以及判断塔架式抽油机架体整体是否出现异常振动，是否发出整体报警信号；其中，所述实际电阻值为所述检测电阻值进行补偿、修正后的电阻值。

7、进一步地，所述中控模块内设置有电阻波动评定区间，将检测到的各所述检测电阻值与所述电阻波动评定区间进行对比，判定各箔片式应变片是否发生故障/脱落情况，若任一检测电阻值未落入电阻波动评定区间内，则所述中控模块判定该箔片式应变片发生故障/脱落，中控模块发出故障/脱落报警信号。

8、进一步地，所述中控模块根据发生故障/脱落的箔片式应变片的个数n，n＝0,1,2,3,4，确定故障/脱落报警等级h,h＝0,1,2,3,

9、若n＝0时，所述中控模块判定所述故障/脱落报警等级h＝0，所有箔片式应变片均未发生故障或脱落，不发出故障/脱落报警信号；

10、若n＝1时，所述中控模块判定所述故障/脱落报警等级h＝1，发出故障/脱落报警信号，中控模块对该箔片式应变片的故障/脱落情况进一步分析，确定是否为误报；

11、若n＝2时，所述中控模块判定所述故障/脱落报警等级h＝2，发出故障/脱落报警信号，中控模块对异常的各箔片式应变片发生故障/脱落的超差时长t进行进一步分析，确定是否为误报；

12、若n＝3时，所述中控模块判定所述故障/脱落报警等级h＝3，中控模块判定各异常箔片式应变片发生故障/脱落情况属实，发出故障/脱落报警信号。

13、进一步地，所述中控模块内设定有温度差值评价值，对所述温度传感器检测的实际温度值与标准温度值进行温度对比时，计算所述实际温度值与所述标准温度值之间的差值绝对值，根据所述差值绝对值与所述温度差值评价值之间关系判断温度对所述若干箔片式应变片的实际电阻值大小是否有影响，从而确定塔架式抽油机是否出现振动异常，若差值绝对值大于温度差值评价值，则判断温度对各箔片式应变片的实际电阻值大小有影响，所述中控模块发出修正信号，对各检测电阻值进行修正，

14、其中，中控模块内设置有所述标准温度值，标准温度值由塔架式抽油机工作的环境温度而确定。

15、进一步地。所述中控模块对所述各检测电阻值进行修正时，

16、若所述实际温度值大于所述标准温度值，则修正过程中设置有温度差值对各实际电阻值的第一调节参数，

17、其中，

18、所述第一调节参数的数值根据所述实际温度值与所述标准温度值之间的差值确定；

19、若所述实际温度值小于所述标准温度值，则修正过程中设置有温度差值对各实际电阻值的第二调节参数，

20、其中，

21、所述第二调节参数的数值根据所述标准温度值与所述实际温度值之间的差值确定。

22、进一步地，所述中控模块内设置有各箔片式应变片的标准电阻值，根据所述各检测电阻值进行修正得到的各实际电阻值和各标准电阻值计算其之间的差值绝对值，所述差值绝对值与电阻差值评价值进行比较，判定各箔片式应变片所处位置是否发生振动异常，若任一差值绝对值大于电阻差值评价值，则判定该箔片式应变片所处位置发生振动异常，中控模块发出该位置的报警信号，

23、其中，所述中控模块内设定有电阻差值评价值，所述各标准电阻值为不考虑温度影响时的电阻值。

24、进一步地，所述中控模块内设定有整体报警评价值，根据各箔片式应变片的实际电阻值计算整体报警计算值，

25、若所述整体报警计算值大于等于所述整体报警评价值，则判断塔架式抽油机架体整体出现异常振动，所述中控模块发出整体报警信号。

26、进一步地，所述中控模块计算所述整体报警计算值的过程中，设定有所述第一箔片式应变片的实际电阻值对所述整体报警计算值的第一计算补偿参数；所述第二箔片式应变片的实际电阻值对所述整体报警计算值的第二计算补偿参数；所述第三箔片式应变片的实际电阻值对所述整体报警计算值的第三计算补偿参数；所述第四箔片式应变片的实际电阻值对所述整体报警计算值的第四计算补偿参数；

27、其中，所述各计算补偿参数的数值根据各箔片式应变片的实际电阻值与其对应的所述标准电阻值之间的差值的绝对值的大小确定。

28、进一步地，所述中控模块计算所述整体报警计算值的过程中，设定有所述故障/脱落报警等级对整体报警计算值的计算参数，所述计算参数的数值根据所有箔片式应变片中发生故障或脱落的箔片式应变片的个数n确定。

29、本发明还提供一种塔架式抽油机的异常监测组件的制造方法，其特征在于，包括，

30、步骤s1,准备尺寸合适的玻璃钢管，使用旋转钢丝砂轮对玻璃钢管内部进行旋转打磨，至表面哑光且平整,将打磨完成的玻璃钢管浸入丙酮中放置10-20s后取出晾干；

31、步骤s2,向晾干后的玻璃钢管涂抹专用粘合剂，将焊好导线的箔片式应变片的基板背后涂抹专用粘合剂，停顿1min，将箔片式应变片送入玻璃钢管内壁对应位置轻轻贴紧，再使用小橡胶轮滚轮深入玻璃钢管反复压实箔片式应变片，其中，箔片式应变片距离玻璃钢管的两侧要有一定的作业距离；

32、步骤s3,箔片式应变片粘贴完成后向玻璃钢管内涂覆聚氨酯类柔性填充剂，覆聚氨酯类柔性填充剂将箔片式应变片相关区域完全覆盖，静置8-10h；

33、步骤s4,在插座架居中位置钻孔安装插座，将箔片式应变片和温度传感器的多根导线焊接在插座的端子上；将插座架涂覆聚氨酯类柔性填充剂并嵌入第一内凹槽内，完成粘接和密封；将防水挡片涂覆聚氨酯类柔性防水填充剂嵌入玻璃钢外壳的第二内凹槽内，完成粘接和密封。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过中控模块与各箔片式应变片和温度传感器分别相连，根据塔架式抽油机架体相对振动产生位移导致箔片式应变片的形变，使得箔片式应变片的实际电阻值发生改变，中控模块根据各检测电阻值与电阻波动评定区间进行比较，判定该箔片式应变片是否发生故障/脱落，并进行故障/脱落报警等级划分，根据温度传感器实时检测的实际温度值对箔片式应变片的检测电阻值进行补偿和修正，根据修正后的实际电阻值计算整体报警计算值，判断塔架式抽油机架体是否出现异常振动并发出整体报警信号，使得装置及时停机，并使得当装置感知塔架机运行振动异常，即可快速保护停机并报警，防止发生机械事故，解决现有监测技术存在着成本高、分析复杂、测量难、可靠性差的诸多缺陷。

35、尤其，应变片式振动传感器组件的总成可在架体发生拉伸、扭曲、横移等不同状态下，可感受多个方向的应力变化，在塔架抽油机架体90°转角区域对不同方向的应力变化均可检测到阻值变化，从而实现对塔架抽油机运行状态的监测，从而克服了传统陀螺仪和加速度计采三坐标定位法只能定向采集应力的弊端，提高了采集数据的质量，简化了判读步骤，尤其适合共振类型方向不定的异常振动信息采集。

36、尤其，通过在塔架抽油机架体90°转角区域通过垂直状态和水平状态各安装1组传感器的方式，可完全获得整个塔架异常振动的检测，现场安装结构简单可靠。

37、尤其，通过传感器载体采用玻璃钢管材具备较强的耐疲劳性，对过载具有较好的适应性，不易发生永久疲劳性扭曲变形，相对金属材料具备低成本、易加工等优点。