排放汇总管线上的压力传感器PT4，可获得采油树阀门1、采油树阀门2等在关闭过程中的液压排放压力；通过压力传感器PT2，可获得采油树阀门I在打开和关闭过程中采油树阀门I执行器液压压力；通过压力传感器PT3，可获得采油树阀门2在打开和关闭过程中采油树阀门2执行器液压压力。PT1、PT2、PT3、PT4所获得的数据均为4_20mA的模拟信号，水下电子模块SEM将其转换成数字信号，并与水下电子模块新增计时模块所统计的阀门打开时间和/或阀门关闭时间一起，通过脐带缆通讯(以太网)传回水上主控站MCS0
[0021]液压供应模块中液压液储罐的液位L由其自身的PLC模块实时获取4_20mA液位传感器信号数据，PLC通过RS485电缆将其传至水上主控站MCS，用于水上主控站MCS新增模块计算液压液消耗量。
[0022]数据处理部分的工作过程如图2所示，数据处理站将收集到的实时数据储存于数据库中。在系统建立时，阀门的液压特性参数及试验所得打开阀门的标准数据和关闭阀门的标准数据也保存在数据库，作为系统分析的基准数据。数据处理站调用数据库数据进行阀门工作性能分析、故障识别诊断、液压泄漏分析、泄漏量计算、显示曲线图形及阀门故障及液压泄漏等报警信息、产生分级诊断报告等，并将分析结果保存在数据库存档，供数据处理站调用查阅。
[0023]本系统数据处理站主要由七大模块组成:(I)数据存储与调用模块。负责接收数据、将数据存储于数据库中，并按照其它应用模块的指令调用数据库的数据，系统的计算结果及生成的报告也通过此模块存储于数据库中。(2)条件设定模块。操作人员可设定时间、数据采集频率等条件，其他模块在工作时将按此条件进行计算，直到该条件被改变。(3)液压曲线模块。该模块的功能是生成液压压力与时间的曲线图(Y-X轴)，包括标准曲线及实际曲线。(4)阀门性能分析模块。按照每个阀门开(或关)过程中四个液压压力的不同变化阶段，来分别计算这四个不同阶段实际液压曲线与标准曲线之间的面积，与标准曲线在这四个阶段与X轴的面积，计算这两个面积之比，得出阀门在某个阶段工作性能的改变程度(变差程度)，同时结合曲线的曲率变化，可分析得出阀门的性能状态。(5)液压泄漏分析模块。通过统计液压消耗量的历史变化，结合阀门开关次数及系统压力变化趋势，计算出某个时间段内的液压消耗量与存储在数据库中水下采油树正常生产且阀门开关次数相同的时期内液压消耗量差值，如果差值超过7% (不同脐带缆系统设定值不同)，可认为水下采油树存在泄漏，该差值即为泄漏量。(6)警报模块。由阀门性能分析模块及液压泄漏分析模块的计算结果，超出设定点范围，即产生相应的报警，报警由日期时间、报警模块名、报警描述、声音等组成，可在显示器中显示出来。(7)报表报告模块。点击数据处理站的生成报表按钮，该模块即调用数据库的数据，按照预设的标准格式将报表显示出来，并可供打印。系统形成的分析诊断报告，按照阀门性能下降的不同程度或液压泄漏量的大小不同，生成3种不同级别的报告:1级诊断报告，在报告表头标注有红色的①，表示阀门性能曲线严重偏离标准曲线，出现了严重故障，或采油树液压出现了严重泄漏，需要立即采取行动，以保证生产安全。2级诊断报告，在报告表头标注有黄色的②，表示阀门性能曲线轻微偏离标准曲线，或采油树液压可能存在泄漏，需要生产人员保持关注。3级诊断报告，在报告表头标注有绿色的③，表示阀门性能曲线与标准曲线基本吻合，同时采油树液压也不存在泄漏，采油树工作正常。
[0024]上述实施例目的在于使本领域专业技术人员可以据其了解本发明的技术方案并加以实施，并不能以其限制本专利的保护范围，凡依据本发明披露技术所作的变形、等同替换和改进，均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种水下采油树液压阀门性能在线监测及诊断系统，其特征在于，包括数据收集部分和数据处理部分；所述数据收集部分分别收集水下电子模块和/或液压供应模块和/或生产控制系统中的液压数据，传输到数据处理部分；所述数据处理部分对所述液压数据进行储存和处理，结合事先存储的标准液压数据进行对比、分析，输出检测结果和诊断信息。2.根据权利要求1所述一种水下采油树液压阀门性能在线监测及诊断系统，其特征在于，所述数据收集部分收集的水下电子模块数据包括每一个水下采油树阀门在打开过程中的液压供给压力、执行器液压压力、阀门打开时间，以及阀门在关闭过程中的执行器液压压力、液压排放压力、阀门关闭时间；上述数据传送到数据处理部分存储分析，形成两条液压压力曲线，分别与预先存储在数据库中打开和关闭该阀门的两条标准液压压力曲线进行对t匕，得到阀门工作状态是否正常、是否存在故障及存在何种故障，并输出故障报警信息及阀门工作性能的分级诊断报告。3.根据权利要求1所述一种水下采油树液压阀门性能在线监测及诊断系统，其特征在于，所述生产控制系统中的液压数据包括从水上主控站MCS中统计阀门开关次数数据、液压液消耗量数据，上述数据传输到数据处理部分，结合水下采油树液压压力数据，形成曲线，与标准数据对比分析，得到水下采油树液压是否存在泄漏，及计算泄漏量，并显示液压液泄漏的报警提示。4.根据权利要求1所述一种水下采油树液压阀门性能在线监测及诊断系统，其特征在于，所述数据处理部分包括数据处理站及输出设备；所述数据处理站包括数据存储与调用模块、条件设定模块、液压曲线模块、阀门性能分析模块、液压泄漏分析模块、警报模块、报表报告模块；所述输出设备包括显TK器、打印机及报警设备。5.根据权利要求4所述一种水下采油树液压阀门性能在线监测及诊断系统，其特征在于，所述数据处理部分是水上控制中心的一部分，通过在原有生产控制系统基础上增加相应的功能模块来实现。6.一种水下采油树液压阀门性能在线监测及诊断方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:(I)数据采集:收集水下电子模块和/或液压供应模块和/或生产控制系统中的液压数据，传输到数据处理部分；(2)数据处理:对所述液压数据进行储存和处理，结合事先存储的标准数据进行对比分析；(3)输出:通过显示器和/或打印机和/或报警设备输出检测和诊断信息。7.根据权利要求6所述一种水下采油树液压阀门性能在线监测及诊断方法，其特征在于，所述数据的收集和处理包括:(I)收集包括每一个水下采油树阀门在打开过程中的液压供给压力、执行器液压压力、阀门打开时间，以及阀门在关闭过程中的执行器液压压力、液压排放压力、阀门关闭时间；上述数据传送到数据处理部分存储分析，形成两条液压压力曲线，分别与预先存储在数据库中打开和关闭该阀门的两条标准液压压力曲线进行对比，得到阀门工作状态是否正常、是否存在故障及存在何种故障，并输出故障报警信息及阀门工作性能的分级诊断报告；(2)从水上主控站MCS中统计阀门开关次数数据、液压液消耗量数据，上述数据传输到数据处理部分，结合水下采油树液压压力数据，形成曲线，与标准数据对比分析，得到水下采油树液压是否存在泄漏及计算泄漏量，并显示液压液泄漏的报警提示。
【专利摘要】本发明公开了一种水下采油树液压阀门性能在线监测及诊断系统，包括数据收集部分和数据处理部分；所述数据收集部分分别收集水下电子模块和/或液压供应模块和/或生产控制系统中的液压数据，传输到数据处理部分；所述数据处理部分对所述液压数据进行储存和处理，结合事先存储的标准液压数据进行对比、分析，输出检测结果和诊断信息。本发明还公开了与所述系统对应的监测及诊断方法。本发明在线实时采集分析数据，大幅提高了生产效率，不受恶劣天气及海况等情况影响，消除了现有技术在施工作业时人员及设备的安全风险，本系统应用到水下各种液压阀门的监测和诊断中，作业时不再需要出动大型工程设备及大量作业人员，可以大量节约人员和设备成本。
【IPC分类】G01M13/00, G01M3/28
【公开号】CN105021382
【申请号】CN201410249850
【发明人】沈宏, 张万兵, 陈炽彬, 曾庆军, 谢斌, 李毅, 熊永卫, 曾伟, 全光智, 马杰, 江陵, 欧世兴, 雷胜明, 陈国初
【申请人】中国海洋石油总公司, 中海石油(中国)有限公司湛江分公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年6月6日...