基于多源信息融合的往復(fù)泵泵閥失效機(jī)理及診斷方法研究.pdf

1、往復(fù)泵泵閥作為液力端的核心部件，其工作性能的好壞直接影響泵的工作性能和使用壽命。因此，開展對往復(fù)泵泵閥的研究工作是十分必要的。通過研究泵閥的損傷機(jī)理、故障診斷新方法，對于提高往復(fù)泵使用壽命，有十分重要的意義。本文依托國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“鉆井泵關(guān)鍵部件的損傷機(jī)理及診斷技術(shù)研究”，開展了對往復(fù)泵液力端關(guān)鍵部件泵閥的損傷機(jī)理和診斷方法研究。
　　本文以BW-250型三缸單作用往復(fù)泵為研究對象，利用LabVIEW及DAQ采集助手，連接加

2、速度及位移傳感器，自主開發(fā)了往復(fù)泵泵閥運(yùn)動(dòng)信號(hào)測試和采集系統(tǒng)，能較好的實(shí)現(xiàn)在線采集、信號(hào)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，操作簡單，界面友好。泵閥的振動(dòng)信號(hào)中含有泵閥失效的重要信息，試驗(yàn)通過模擬活塞泄漏、彈簧斷裂和閥盤磨損三類故障，對四個(gè)沖次下閥盤正常和故障情況下的加速度和位移信號(hào)進(jìn)行采集分析，運(yùn)用支持向量機(jī)信息融合方法對往復(fù)泵泵閥進(jìn)行故障診斷。通過融合加速度和位移的計(jì)算指標(biāo)（有效值、偏度、裕度）作為特征向量，成功實(shí)現(xiàn)了故障模式的識(shí)別，與單傳感器診

3、斷效果比較，體現(xiàn)了多源信息融合的優(yōu)勢。最后，利用FLUENT軟件模擬往復(fù)泵液力端工作過程中的流場及壁面磨損規(guī)律，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，分析易損件的失效機(jī)理，為泵閥的使用和設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。
　　以上研究結(jié)果表明：本文提出將計(jì)算指標(biāo)作為特征向量診斷泵閥故障準(zhǔn)確有效，支持向量機(jī)多源信息融合診斷能夠提高診斷的準(zhǔn)確率。往復(fù)泵泵閥在開啟過程中，閥盤底角處流體流速最大，受到泥漿的沖刷作用最強(qiáng)，密封圈容易被撕裂造成泄漏。缸套磨損主要發(fā)生在上表面近出口