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泥浆泵磨损状态监测系统

泥浆泵和钻机的诊断和监测

________________ 由德国联邦环境、自然保护和核安全部(BMU)资助,与海瑞克合作实施的联合研究项目正在为钻机的安全设计(特别是泥浆泵的开发)奠定基础。目标是提升深井钻机的可靠性和运行安全水平,同时降低运行成本。发展的重点是建立一体化的全面诊断系统和能够高效实现泥浆泵脉冲减震的系统。

磨损预测系统,旨在将风险和成本控制到最小

德国联邦政府已经设立一个目标,即在接下来的数年内,大幅度提高地热能在德国总能耗中的比例。其计划是未来更加广泛地使用地热能,增加地热能产量,并降低地热建设和运行成本。因此,对于地热发电站来说,预测磨损具有非常重要的意义。德国《联邦公报》(Bundesanzeiger)指出,成本降低的主要方面在于,要开发的设备、装备和机械具有“能应对高温、高压和高腐蚀性的地热能源开采环境的,性能可靠、节省能源和维护要求低的”特点。对泵的开发与这一中心思想相吻合。泵系统的磨损会导致功能异常,甚至地热钻进作业的意外停工。因此,磨损预测系统利于将成本和风险降至最低,其开发符合热电站营运方以及所有项目参与方的利益。

钻孔安全主要取决于钻井液循环系统是否能够正常运行。

这一系统的研发对于钻井技术的现代化和进一步发展具有特殊意义。缺乏先进工艺和钻井成本的居高不下,这两点严重限制了地热能的开发利用。对于地热项目来说,钻井是成本最高的环节。因此,降低钻井成本是德国扩大地热利用的一个关键方面。对于投资者而言,钻井环节意味着最大的风险,因为一个项目是否可行,只有等初钻完成之后才能知道。随着相关技术的综合配套和开发,以及钻井时间的缩短,可以实现成本最小化。

目标:避免泥浆泵发生意料之外的故障

近年来,在深井钻机中使用往复式泥浆泵已被证明是正确的选择。钻孔的安全主要取决于钻井液循环系统是否能够正常运行。为避免泥浆泵突然发生故障,相关研究的第一步是确定在多大程度上,可以通过对泵的运行监测来自动诊断磨损并且发出故障通知。另外一个研究重点是如何更改高压端的脉冲减震方式(空气包),即用另外一种物理方法替代当前使用的气体预应力脉冲减震,以减少高压侧的脉冲震动。

通过提升泥浆泵的可靠性设计,以及利用总体诊断系统,可以改善整套深井钻机的可靠性。总而言之,故障的早期监测对于提高钻孔、设备和人员的安全水平起着核心作用。只有对泥浆泵的状态有更深入的了解,才能有的放矢地采取措施,减少维护总量。

面向未来项目的需求,对钻井技术进行持续深入开发和改善,是德国公司在低焓地热资源的应用领域保持竞争能力的一个主要因素。

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