一种石油钻机五缸泥浆泵测试平台的制作方法

本技术涉及石油钻机泥浆泵的测试，具体涉及一种石油钻机五缸泥浆泵测试平台。

背景技术：

1、在石油开采过程中，与石油钻机相配套的泥浆泵具有重要的功能性作用，目前，大多数石油钻机仍使用三缸泥浆泵，而对于三缸泥浆泵的测试平台，则随着三缸泥浆泵使用频率的降低而减少。同时，在面对地层复杂、压力高、泥浆密度大等恶劣工况的钻井条件下，常规的三缸泥浆泵已经无法满足钻井需求，而新兴的五缸泥浆泵与常规f-2200hl三缸泥浆泵相比，重量减轻约43%，体积减小约20%，效率提高6%左右，且因为具有排量大、压力波动小、效率高以及市场适应性好等优势而被广泛使用。

2、目前，现有的泥浆泵测试平台主要服务于三缸泥浆泵，由于原平台额定压力低、排量小、动力不足等问题而导致无法测试五缸泥浆泵，严重影响了产品的改进及研发，因此迫切需要设计一种能够更加有效地测试五缸泥浆泵的测试平台，以满足更多五缸泥浆泵的使用需求。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种石油钻机五缸泥浆泵测试平台，以解决上述背景中所提到的问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种石油钻机五缸泥浆泵测试平台, 包括电控系统、憋压系统、冷却系统、润滑系统、集中测控台以及监测系统,电控系统中的电控系统plc分别电气连接有憋压系统plc、冷却系统plc、润滑系统plc、工控机、压力传感器、温度传感器、电磁流量计以及液位传感器，电控系统plc、憋压系统plc、冷却系统plc、润滑系统plc、工控机、压力传感器、温度传感器、电磁流量计以及液位传感器之间构成profinet网络，参数数据双向传递。

4、进一步地，电控系统plc选用西门子s7-1500系列，工控机选用19″工控机，用于系统监视、数据存储、历史数据查询以及按要求生成报表和趋势图，电控系统plc与设置在五缸泥浆泵上的第一变频器和第二变频器相连接，憋压系统的内部设置有闸阀，冷却系统内设置有第一循环罐和第二循环罐，且冷却系统plc均与第一循环罐和第二循环罐上的循环罐控制箱相连接，润滑系统内设置有油箱，油箱通过管路连接有第一油泵，油箱的底部支架上还设置有第一加热器，且所述润滑系统plc均与第一油泵、第一加热器的控制器相连接。

5、进一步地，所述第一变频器和第二变频器均选用1200kw变频器，采用两种控制方式，并联使用时控制单电机大功率五缸泥浆泵，独立运行时控制双电机五缸泥浆泵。

6、进一步地，憋压系统plc选用西门子s7-1200系列，闸阀选用高性能、高精度闸阀，闸阀包括电动闸阀1和电动闸阀3，憋压系统还包括有压力变送器1、2、3以及气动调压阀1、2、3，闸阀额定工作压力70mpa，大排量工况时额定压力可达25mpa，阀门定位器控制信号为4-20ma，可精确调节五缸泥浆泵试验压力,压力波动不大于±0.5mpa，同时具备本地和远程两种方式的压力控制功能。

7、进一步地，所述压力传感器、温度传感器、电磁流量计以及液位传感器均集成在所述监测系统的控制线路上，且压力传感器、电磁流量计均安装在所述闸阀上，温度传感器安装在五缸泥浆泵的高压软管进水口上，液位传感器安装在所述第一循环罐和第二循环罐上，各个传感器对五缸泥浆泵及管线压力、各部位温度、冷却前后的循环水温度、润滑油温度、管道中水流量、循环罐液位等信号完成采集、监测，并通过所述工控机进行存储、打印。

8、进一步地，所述第一循环罐和第二循环罐之间通过管路相互串联，且第一循环罐上设置有第一散热器，第二循环罐上设置有相互串联的第二散热器和第三散热器。

9、进一步地，冷却系统plc选用西门子s7-200 smart系列，第一循环罐和第二循环罐选用有效容积60 m³的循环罐，第一散热器、第二散热器、第三散热器均选用25kw、ac380v的轴流风机，第一散热器将第一循环罐中的热水散热处理后循环至第二循环罐中，确保水温不超过60℃。

10、进一步地，所述润滑系统plc还通过油泵控制器连接有第二油泵，润滑系统plc通过加热器控制器连接有第二加热器，且所述油箱的底部安装架上还设置有散热风机。

11、进一步地，油箱选用50l油箱，润滑系统plc选用西门子s7-1200系列，第一油泵及第二油泵均选用4kw、ac380v油泵，保证系统运行时油压不低于0.3mpa，散热风机选用4kw、ac380v轴流风机，用于油散热，保证系统运行时油温不超过45℃，第一加热器和第二加热器均选用4kw、ac380v加热器，用于油加热，保证系统运行前油温不低于20℃。

12、进一步地，所述集中测控台上还设置有hmi触摸器，hmi触摸器选用15″触摸屏，hmi触摸器用于系统操作。

13、本实用新型具有以下有益效果：

14、本实用新型五缸泥浆泵的测试平台，完全满足了五缸泥浆泵的大排量、高泵压的性能测试。适用性强，可测试不同类型的五缸泥浆泵，也可测试常规泥浆泵；操作简单，减少工作量，控制系统实现一键转换；自动化程度高，润滑、冷却完全自动化，根据温度设置，自动启停电机；系统之间设置的保护机制及互锁功能，有效防止误操作，保护人员及设备的安全；远程实时监控各系统运行参数，便于发现问题，排除安全隐患；通过plc对运行数据的分析处理，及时掌握泥浆泵的测试效果。

技术特征：

1.一种石油钻机五缸泥浆泵测试平台, 包括电控系统（1）、憋压系统（2）、冷却系统（3）、润滑系统（4）、集中测控台（30）以及监测系统（5）,其特征是：所述电控系统（1）中的电控系统plc（6）分别电气连接有憋压系统plc（7）、冷却系统plc（8）、润滑系统plc（9）、工控机（13）、压力传感器（26）、温度传感器（27）、电磁流量计（28）以及液位传感器（29），所述电控系统plc（6）与设置在五缸泥浆泵上的第一变频器（10）和第二变频器（11）相连接，所述憋压系统（2）的内部设置有闸阀（14），冷却系统（3）内设置有第一循环罐（15）和第二循环罐（16），且冷却系统plc（8）均与第一循环罐（15）和第二循环罐（16）上的循环罐控制箱相连接，润滑系统（4）内设置有油箱（20），油箱（20）通过管路连接有第一油泵（21），油箱（20）的底部支架上还设置有第一加热器（24），且所述润滑系统plc（9）均与第一油泵（21）、第一加热器（24）的控制器相连接。

2.根据权利要求1所述的一种石油钻机五缸泥浆泵测试平台，其特征是：所述压力传感器（26）、温度传感器（27）、电磁流量计（28）以及液位传感器（29）均集成在所述监测系统（5）的控制线路上，且压力传感器（26）、电磁流量计（28）均安装在所述闸阀（14）上，温度传感器（27）安装在五缸泥浆泵的高压软管进水口上，液位传感器（29）安装在所述第一循环罐（15）和第二循环罐（16）上。

3.根据权利要求1所述的一种石油钻机五缸泥浆泵测试平台，其特征是：所述第一循环罐（15）和第二循环罐（16）之间通过管路相互串联，且第一循环罐（15）上设置有第一散热器（17），第二循环罐（16）上设置有相互串联的第二散热器（18）和第三散热器（19）。

4.根据权利要求1所述的一种石油钻机五缸泥浆泵测试平台，其特征是：所述润滑系统plc（9）还通过油泵控制器连接有第二油泵（22），润滑系统plc（9）通过加热器控制器连接有第二加热器（25），且所述油箱（20）的底部安装架上还设置有散热风机（23）。

5.根据权利要求1所述的一种石油钻机五缸泥浆泵测试平台，其特征是：所述集中测控台（30）上设置有hmi触摸器（12）。

技术总结
本技术涉及石油钻机泥浆泵的测试技术领域，具体涉及一种石油钻机五缸泥浆泵测试平台，以解决目前常规使用的三缸泥浆泵测试平台由于额定压力低、排量小、动力不足等缺陷而无法测试五缸泥浆泵的问题。该测试平台主要由电控系统、憋压系统、冷却系统、润滑系统、监测系统组成，电控系统实现系统综合控制；憋压系统实现大排量和高泵压的两种五缸泥浆泵测试模式的切换；冷却系统水温自动调节；润滑系统实现传动系统的自动润滑；监测系统可实时对压力、流量、温度、液位等数据进行采集、监测、存储、打印。该平台实现了五缸泥浆泵不同排量、不同泵压的功能性测试，并实时监测系统运行情况，生成完整的数据报表，方便对设备性能进行分析。

技术研发人员：朱永,胡志鹏,张天生,丁建平,蔡振,何飞,孟塬,吉云飞,贾宇航,周方圆
受保护的技术使用者：天水电气传动研究所集团有限公司
技术研发日：20221115
技术公布日：2024/1/12