压裂泵拉杆监测系统及其控制方法、压裂泵及存储介质与流程

1.本发明涉及压裂设备技术领域，尤其涉及一种压裂泵拉杆监测系统及其控制方法、压裂泵及存储介质。


背景技术：

2.压裂技术广泛应用于油气井增产及注水井增注，是目前油田提高油气井采收率的有效措施之一，压裂泵作为压裂作业的核心设备，其可靠性至关重要。
3.压裂泵的拉杆是连接在动力端和液力端的部件，压裂泵运行过程中，拉杆承受着恶劣的交变应力，容易产生裂纹，甚至断裂。现有技术中采用人工通过拧拉杆螺纹扭矩的方式排查拉杆的故障，但是此方式的工作量大，并且只能排查出拉杆是否断裂，由于拉杆的裂纹不能通过肉眼识别，不能排查拉杆是否产生裂纹。而压裂泵在高压工况下，若拉杆断裂后未及时发现，会导致其他拉杆受力增加，形成连环效应，最终拉杆全部断裂导致压裂泵液力端整体脱落的恶性事故。
4.综上，传统技术的排查拉杆故障的方式工作量大，并且存在安全隐患。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种压裂泵拉杆监测系统、压裂泵拉杆监测系统的控制方法、压裂泵及存储介质，旨在解决现有技术中排查拉杆故障的工作量大，并且存在安全隐患的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种压裂泵拉杆监测系统，所述压裂泵拉杆监测系统包括：传感器模块、数据采集模块和数据分析模块，所述传感器模块包括多个应力传感器；
7.多个所述应力传感器设置于压裂泵的拉杆上，所述数据采集模块分别与所述数据分析模块和多个所述应力传感器连接；
8.所述数据采集模块，用于获取基于所述应力传感器采集的传感数据；
9.所述数据分析模块，用于接收所述传感数据，并分析所述传感数据以得到应力数据，输出所述应力数据。
10.可选的，所述压裂泵拉杆监测系统还包括显示模块，所述数据分析模块与所述显示模块连接；
11.所述显示模块，用于接收并显示所述应力数据。
12.可选的，所述压裂泵拉杆监测系统还包括：报警模块；
13.所述报警模块与所述数据分析模块连接；
14.所述数据分析模块，还用于在检查到所述拉杆中存在应力数据低于预设应力值的第一目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息；
15.所述报警模块，用于输出所述报警信息。
16.可选的，所述压裂泵拉杆监测系统还包括：报警模块；
17.所述数据分析模块，还用于在检查到所述拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆的目标应力数据的预设占比的第二目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息，其中，所述剩余拉杆为在与所述应力传感器连接的拉杆中所述第二目标拉杆之余的拉杆，所述目标应力数据包括剩余拉杆中任一拉杆的应力数据、剩余拉杆的应力数据的平均值或者剩余拉杆的应力数据的总值；
18.所述报警模块，用于输出所述报警信息。
19.可选的，所述应力传感器设置于所述压裂泵中位于压裂泵外沿的拉杆上。
20.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种应用于如上所述的压裂泵拉杆监测系统的控制方法，所述压裂泵拉杆监测系统的控制方法包括：
21.通过所述数据采集模块获取基于所述应力传感器采集的传感数据，并将所述传感数据发送至所述数据分析模块；
22.通过所述数据分析模块接收所述传感数据，并分析传感数据以得到应力数据；
23.通过所述数据分析模块输出所述应力数据。
24.可选地，所述压裂泵拉杆监测系统还包括：报警模块，在所述通过所述数据分析模块接收所述传感数据，并分析传感数据以得到应力数据的步骤之后，所述方法还包括：
25.通过所述数据分析模块在检查到所述拉杆中存在应力数据低于预设应力值的第一目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息；
26.通过所述报警模块输出所述报警信息。
27.可选地，所述压裂泵拉杆监测系统还包括：报警模块，在所述通过所述数据分析模块接收所述传感数据，并分析传感数据以得到应力数据的步骤之后，所述方法还包括：
28.通过所述数据分析模块在检查到所述拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆的目标应力数据的预设占比的第二目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息，其中，所述剩余拉杆为在与所述应力传感器连接的拉杆中所述第二目标拉杆之余的拉杆，所述目标应力数据包括剩余拉杆中任一拉杆的应力数据、剩余拉杆的应力数据的平均值或者剩余拉杆的应力数据的总值；
29.通过所述报警模块输出所述报警信息。
30.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种压裂泵，所述压裂泵包括动力端、液力端、传动连接所述动力端和液力端的拉杆，以及如上所述的压裂泵拉杆监测系统。
31.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括如上所述的压裂泵拉杆监测系统的控制方法。
32.相比于传统的通过拧拉杆螺纹扭矩排查拉杆故障的方式，本发明所述压裂泵拉杆监测系统包括：传感器模块、数据采集模块和数据分析模块，所述传感器模块包括多个应力传感器；多个所述应力传感器设置于压裂泵的拉杆上，所述数据采集模块分别与所述数据分析模块和多个所述应力传感器连接；所述数据采集模块，用于获取基于所述应力传感器采集的传感数据；所述数据分析模块，用于接收所述传感数据，并分析所述传感数据以得到应力数据，输出所述应力数据。
33.本发明压裂泵拉杆监测系统的控制方法包括：通过所述传感器模块获取基于所述应力传感器采集的传感数据，并将所述传感数据发送至所述数据分析模块；通过所述数据分析模块接收所述传感数据，并分析传感数据以得到应力数据；通过所述数据分析模块输
出所述应力数据。即，本发明实现了并通过应力数据的变化趋势检测出拉杆是否存在裂纹，从而，本发明实现了减少排查拉杆故障的工作量，并且消除了拉杆存在裂纹时，导致全部拉杆断裂事故的安全隐患，进而保障了设备与人员安全。
附图说明
34.图1是本发明一种压裂泵拉杆监测系统一实施例方案涉及的框架结构示意图；
35.图2是本发明一种压裂泵拉杆监测系统的控制方法的一实施例的流程示意图；
36.图3是本发明一种压裂泵拉杆监测系统一实施例的应力传感器应用示意图；
37.图4是本发明一种压裂泵的第一视角结构示意图；
38.图5是本发明一种压裂泵的第二视角结构示意图。
39.本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
40.附图标号说明：
41.标号名称标号名称10传感器模块20数据采集模块30数据分析模块40显示模块50报警模块11应力传感器1动力端2液力端3拉杆
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具体实施方式
42.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
46.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
47.本发明提供一种压裂泵拉杆监测系统，参照图1，图1为压裂泵拉杆监测系统一实施例方案涉及的框架结构示意图，压裂泵拉杆监测系统包括：传感器模块10、数据采集模块20和数据分析模块30，应力传感器模块包括多个应力传感器11；
48.多个应力传感器11设置于压裂泵的拉杆上，数据采集模块20分别与数据分析模块30和多个应力传感器连接；
49.数据采集模块20，用于获取基于应力传感器采集的传感数据；
50.数据分析模块30，用于接收传感数据，并分析传感数据以得到应力数据，输出应力数据。
51.参考图4和图5，图4为压裂泵的第一视角结构示意图，图5为压裂泵的第二视角结构示意图，其中，图4是液力端拉杆，压裂泵的拉杆连接在动力端和液力端，拉杆在正常工作过程中内部存在较大的交变疲劳应力，压裂泵在高压工况下，通常拉杆寿命在1000h以内，压力偏低的区域使用寿命1000-2000h。维护人员需要定期针对拉杆进行维护，并在发现拉杆故障时，针对拉杆进行检修，但是维护人员仅能排查出拉杆是否断裂，由于拉杆的裂纹不能通过肉眼识别，不能排查拉杆是否产生裂纹，拉杆的裂纹在出现之后，若继续受力工作很容易断裂，若拉杆在断裂后未及时发现，会导致其他拉杆受力增加，形成连环效应，最终拉杆全部断裂导致压裂泵液力端整体脱落，严重影响正常施工，造成人员和设备的较大损失，对于此，本发明提出一种压裂泵拉杆监测系统。
52.在本实施例中，通过针对拉杆故障诊断及检测，并且实现针对拉杆状态在线检测，克服了拉杆故障检测上的不足，实现了实时了解泵拉杆状态，及时发现拉杆故障，从而，可以了解压裂泵在运行过程中拉杆的使用情况，对于压裂泵的使用维护、拉杆的状态监测具有重要意义。
53.在本实施例中，压裂泵拉杆监测系统包括传感器模块10、数据采集模块20和数据分析模块30。参考图3，图3是本发明一种压裂泵拉杆监测系统一实施例的应力传感器应用示意图，将应力传感器11设置在拉杆3上，随着拉杆的应变一起伸缩，应力传感器里面的金属箔材随着拉杆的应变伸长或者伸缩，应力传感器的电阻随金属箔材的伸长或者伸缩而变化，数据采集模块20采集应力传感器11的电阻值，并将电阻值作为传感数据发送至数据分析模块30。在每个拉杆上可以设置一个应力传感器，设置数据采集模块20具体为数据采集器，数据采集模块20与多个应力传感器电连接，采集全部应力传感器传输的传感数据。
54.在本实施例中，应力传感器和数据采集器作为数据检测单元，检测拉杆的传感数据，数据采集模块20按照预设的时间间隔获取应力传感器的传感数据，例如，每10分钟获取一次、每15分钟获取一次，或者，数据采集模块20在压力泵运转时获取传感数据。数据分析模块30可以为具有分析处理功能的设备，数据分析模块30针对数据采集模块20发送的传感数据进行分析处理得到应力数据，并输出该应力数据。具体地，数据分析模块30可以将应力数据输出至预设的服务器，或者匹配的终端设备。
55.示例性地，作为一种可行的实施例，压裂泵的拉杆数量具体可以有8根拉杆的压裂泵、有12根拉杆的压裂泵或者有20根拉杆的压裂泵等，在压裂泵全部的拉杆3上均布置应力传感器11，一个应力传感器11与一个拉杆3对应设置连接，通过数据采集模块20分别与全部应力传感器11连接，获取全部应力传感器11的传感数据，并将每个拉杆表示和传感数据打包发送至数据分析模块30，数据分析模块30接收全部拉杆的传感数据，并将全部拉杆的传
感数据并进行分析之后得到全部拉杆的应力数据，最后，输出全部拉杆的应力数据。
56.在本实施例中，应力传感器11可以为应变片，具体可以为电阻应变片，电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化，从而，通过数据采集模块获取应变力，即应变数据。
57.示例性地，在本实施例中，显示模块40可以显示拉杆的应变力数据，或者，显示模块40可以显示应力数据，具体地，数据分析模块30接收数据采集模块20发送的应变传感数据之后，针对应变传感数据分析处理之后得到应变数据，然后直接将应变数据发送至显示模块显示，或者，数据分析模块30接收数据采集模块20发送的应变传感数据之后，针对应变传感数据分析处理之后得到应变数据，然后根据预设的转换公式，针对应变数据进行调整得到拉杆的应力数据，然后将应力数据发送至显示模块显示。
58.本发明压裂泵拉杆监测系统包括：传感器模块、数据采集模块和数据分析模块，传感器模块包括多个应力传感器；多个应力传感器设置于压裂泵的拉杆上，数据采集模块分别与多个应力传感器和数据分析模块连接；数据采集模块，用于获取基于应力传感器采集的传感数据；数据分析模块，用于接收传感数据，并分析传感数据以得到应力数据，输出应力数据。即，本发明实现了并通过应力数据的变化趋势检测出拉杆是否存在裂纹，从而，本发明实现了减少排查拉杆故障的工作量，并且消除了拉杆存在裂纹时，导致全部拉杆断裂事故的安全隐患，进而保障了设备与人员安全。
59.基于上述本发明的压裂泵拉杆监测系统第一实施例，提出本发明压裂泵拉杆监测系统的第二实施例。
60.在一些可行的实施例中，参考图1，压裂泵拉杆监测系统还包括显示模块40，数据分析模块30与显示模块40连接；
61.显示模块40，用于接收并显示应力数据。
62.显示模块40可以为显示器、终端设备的显示屏幕等具有显示功能的设备。另外，需要说明的是，数据分析模块30和显示模块40作为出数据处理单元，数据处理单元可以为电脑、上位机等，将数据分析模块30和显示模块40集成在一个设备上。
63.数据分析模块30将全部拉杆的应力数据发送至显示模块40显示，从而，在显示平台上实现数据显示，及时准确反馈给操作人员，防止突发事故的产生，确保压裂泵安全可靠的运行。
64.本发明实现了通过实时显示拉杆的应力数据，使得维护人员实时查看拉杆的应力数据，并通过应力数据的变化趋势检测出拉杆是否存在裂纹，并针对存在裂纹的拉杆进行更换，从而，本发明实现了减少排查拉杆故障的工作量，并且消除了拉杆存在裂纹时，导致全部拉杆断裂事故的安全隐患，进而保障了设备与人员安全。
65.示例性地，数据分析模块30根据应力数据绘制拉杆的应力曲线，向显示模块发送应力曲线将每个拉杆的应力数据通过图表的形式展现，维护人员可以通过应力曲线直观的看到拉杆的故障状态，根据应力曲线的变化趋势，分析每个拉杆的故障情况，需要说明的是，拉杆在出现裂纹时，拉杆的应力会下降，通过应力曲线的下降趋势，可以判断拉杆是否出现裂纹，拉杆在断裂时，拉杆的应力进一步下降甚至为零，从而，可以判断拉杆是否断裂。维护人员可以通过查看应力曲线的方式维护拉杆，不需要去现场进行拧拉杆螺纹扭矩的方式排查拉杆故障，从而，降低了去现场进行维护的次数，并且，可以更精准地发现拉杆的故
障情况。
66.示例性地，数据分析模块30将每根拉杆的应力数据绘制为应力曲线，将拉杆安装到压裂泵的时刻到当前时刻的应力数据绘制为应力曲线，并且，将压裂泵的全部应力数据绘制在一个图表里，可以看到压裂泵的全部拉杆的应力数据，从而，在压裂泵的目标拉杆的应力数据变化明显时，可以直观的看到目标拉杆的故障状态。
67.可选的，参考图1，压裂泵拉杆监测系统还包括：报警模块50；
68.报警模块50与数据分析模块30连接；
69.数据分析模块30，还用于检查到拉杆中存在应力数据低于预设应力值的第一目标拉杆时，向报警模块发送报警信息；
70.报警模块50，用于输出报警信息。
71.在本实施例中，数据分析模块30实施例检测拉杆的应力数据，提前预设故障应力值，预设应力值为应力数据的最低警戒线，在检测到拉杆的应力数据低于预设应力值时，将应力数据低于预设应力值的目标拉杆的报警信息发送至报警模块50，报警模块50发出该目标拉杆的故障报警。
72.在本实施例中，报警模块50可以为报警器，在接收到数据分析模块30发送的目标拉杆的报警信息时，发出声音以提醒维护人员发生拉杆故障，或者，报警模块可以为语音报警音响，在接收到数据分析模块30发送的目标拉杆的报警信息时，通过语音发出目标拉杆的预设序列号和压裂泵的预设序列号，以提醒维护人员。
73.需要说明的是，数据分析模块30检查到拉杆中存在应力数据低于预设应力值的第一目标拉杆时，向显示模块40发送警示信息，以提醒维护人员通过显示模块看到第一目标拉杆的警示信息。
74.可选地，在一些可行的实施例中，数据分析模块30，数据分析模块30，还用于在检查到拉杆3中存在应力数据低于剩余拉杆的目标应力数据的预设占比的第二目标拉杆时，向报警模块50发送报警信息，其中，剩余拉杆为在与应力传感器连接的拉杆中第二目标拉杆之余的拉杆，所述目标应力数据包括剩余拉杆中任一拉杆的应力数据、剩余拉杆的应力数据的平均值或者剩余拉杆的应力数据的总值；
75.报警模块50，用于输出报警信息。
76.需要说明的是，通过应力传感器11检测到的拉杆3的应力数据存在波动，若压裂泵的全部拉杆都高于预设应力值，目标拉杆的应力值小于剩余拉杆的应力值时，仍然可以判断该目标拉杆可能存在故障。
77.在本实施例中，剩余拉杆的目标应力数据可以为剩余拉杆的平均应力数据，也可以为剩余拉杆的全部应力数据，还可以为剩余拉杆中任一拉杆的应力数据，提出三种第二目标拉杆的报警方法，第一种为数据分析模块30在检查到拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆的平均值的预设占比的第二目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息；第二种为数据分析模块30在检查到拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆的总应力数据的预设占比的第二目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息；第二种为数据分析模块30在检查到拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆中任一拉杆的应力数据的预设占比的第二目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息。
78.需要说明的是，由于拉杆的应力数据存在波动的情况，并且，每个压裂泵的拉杆的
应力数据都有细微差距，因此，在实际应用场景中，通过与压裂泵的其他拉杆的应力数据比较，发现存在故障的拉杆，由于一个压裂泵给予每根拉杆的力是比较接近，数据分析模块30在检测到压裂泵的某一拉杆的应力小于其它拉杆的应力数据平均值的预设占比时，向报警模块发送报警信息，或者，数据分析模块30在检测到压裂泵的某一拉杆的应力小于其它拉杆的全部应力数据的预设占比时，向报警模块发送报警信息，或者，数据分析模块30在检测到压裂泵的某一拉杆的应力小于其它拉杆中任一拉杆的应力数据的预设占比时，向报警模块发送报警信息。
79.需要说明的是，数据分析模块30可以同时检测拉杆中是否存在应力数据低于预设应力值的第一目标拉杆，和是否存在应力数据低于剩余拉杆的应力数据的预设占比的第二目标拉杆，并将第一目标拉杆的报警信息和第二目标拉杆的报警信息发送至报警摸50进行报警。
80.示例性地，预设占比可以为0.6至0.8，数据分析模块30确认目标拉杆的应力数据为剩余拉杆的应力数据的60％，则可以将该目标拉杆确认故障拉杆，并将该目标拉杆的故障信息发送至故障模块以发出故障报警，或者，数据分析模块30确认目标拉杆的应力数据为剩余拉杆的应力数据的80％，则可以将该目标拉杆确认故障拉杆，并将该目标拉杆的故障信息发送至故障模块以发出故障报警。
81.在本实施例中，数据分析模块30应力数据的变化趋势为缓缓的下降，则判断应力的故障类型为出现裂纹，并将需要关注该拉杆的提示信息发送至显示模块进行显示，若应力数据的变化趋势为缓缓的下降至急剧下降，则判断应力的故障类型为出现断裂，并将需要更换该拉杆的提示信息发送至显示模块40进行显示。
82.在本实施例中，数据分析模块30获取拉杆的使用时间，使用时间为拉杆安装到压裂泵的时刻到当前时刻的时间段，根据使用时间和当前的应力数据检测拉杆的安全使用寿命。
83.示例性地，在本实施例中，若当检测到拉杆的应力数据为压裂泵的其它拉杆的应力数据的80％，则确认该拉杆出现了裂纹，然后基于当前的应力数据和使用时间确认拉杆还能安全使用的时间为多久，从而，提示维护人员在安全使用时长内该拉杆还是安全的，在安全使用时长内针对拉杆进行更换。
84.本发明压裂泵拉杆监测系统实现了在检测到确认第一目标拉杆的应力数据低于预设应力值、或者在确认第二目标拉杆的应力数据低于剩余拉杆的应力数据的预设占比时，向报警模块发送报警信息，以供报警模块发出故障报警，并且，根据应力数据的变化趋势分析拉杆的故障问题，并确认故障问题对应的故障，将故障问题和故障解决方法发送至显示模块进行显示，从而，实现了通过报警模块提示维护人员进行维修，并且，根据应力数据检测拉杆的安全使用时长，并将安全使用时长发送至显示模块进行显示，从而，提示维护人员在安全使用时长内针对拉杆进行更换。即，本发明实现了通过实时显示拉杆的应力数据，使得维护人员实时查看拉杆的应力数据，并通过应力数据的变化趋势检测出拉杆是否存在裂纹，并针对存在裂纹的拉杆进行更换，从而，本发明实现了减少排查拉杆故障的工作量，并且消除了拉杆存在裂纹时，导致全部拉杆断裂事故的安全隐患，进而保障了设备与人员安全。
85.可选地，基于上述本发明的压裂泵拉杆监测系统第一实施例和/或第二实施例，提
出本发明压裂泵拉杆监测系统的第三实施例。
86.在一些可行的实施例中，参考图5，应力传感器11设置于压裂泵中位于压裂泵外沿的拉杆上。
87.在本实施例中，压裂泵可以有上下两排的拉杆，每排的拉杆个数相同，将应力传感器11一一对应的设置在压裂泵的全部拉杆3上时，需要的成本也高，此时，可以将预设的个数的应力传感器11一一对应的设置在压裂泵外沿的拉杆上，压裂泵外沿拉杆为基于拉杆的排列顺序设置于压裂泵的两端的拉杆，例如参考图4，图4中左侧上排拉杆a、左侧下排拉杆b、右侧上排拉杆c和右侧下排拉杆d为压裂泵中位于压裂泵外沿的拉杆上,又例如，应力传感器还可以设置于左侧4个拉杆和右侧4个拉杆。
88.示例性地，在本实施例中，如图4所示，第一排和第二排各自设置了6根拉杆，由于压裂泵两端的拉杆先断裂，将4个应力传感器设置在压裂泵两端的4根拉杆上，其中，将2个应力传感器设置在压裂泵左端的拉杆上，将2个应力传感器设置在压裂泵右端的拉杆上，从而，在4个拉杆的应力之间比较，若第一拉杆的应力为第二拉杆、第三拉杆、第四拉杆的80％，则可以确认第一拉杆可能存在裂纹。具体地，也可以将8根应力传感器设置在压裂泵两端的2根拉杆上，在压裂泵左端的上排拉杆上设置2个应力传感器、在下排拉杆上设置2个应力传感器，在压裂泵右端的上排拉杆上设置2个应力传感器、在下排拉杆上设置2个应力传感器。
89.本发明压裂泵拉杆监测系统通过应力传感器设置于压裂泵中位于压裂泵外沿的拉杆上,从而，降低了设置应力传感器的成本，进而，降低了监测维护拉杆的成本，即，本发明实现了通过实时显示拉杆的应力数据，使得维护人员实时查看拉杆的应力数据，并通过应力数据的变化趋势检测出拉杆是否存在裂纹，并针对存在裂纹的拉杆进行更换，从而，本发明实现了减少排查拉杆故障的工作量，并且消除了拉杆存在裂纹时，导致全部拉杆断裂事故的安全隐患，进而保障了设备与人员安全。
90.基于上述本发明压裂泵拉杆监测系统的各实施例，提出本发明压裂泵拉杆监测系统的控制方法的各实施例，请参照图1和图2，图2为本发明压裂泵拉杆监测系统的控制方法第一实施例的流程示意图。压裂泵拉杆监测系统的控制方法应用于如上的压裂泵拉杆检测系统，压裂泵拉杆监测系统的控制方法包括：
91.步骤s10：通过数据采集模块20获取基于应力传感器11采集的传感数据，并将传感数据发送至数据分析模块30；
92.在本实施例中，将应力传感器11设置在拉杆3上，数据采集模块20采集应力传感器的电阻值，并将电阻值作为应变传感数据发送至数据分析模块30。
93.步骤s20：通过数据分析模块30接收传感数据，并分析传感数据以得到应力数据；
94.在本实施例中，应力传感器可以为应变片，具体可以为电阻应变片，数据分析模块30针对数据采集模块20发送的传感数据进行分析处理得到应力数据，或者，数据分析模块30针对数据采集模块20发送的传感数据进行分析处理得到应变数据，根据应变数据进一步计算出应力数据。
95.步骤s30：通过数据分析模块30输出应力数据。
96.在本实施例中，数据分析模块30输出应力数据至预设的服务器或者匹配终端设备供维护人员参考。
97.可选的，在一些可行的实施例中，压裂泵拉杆监测系统还包括：报警模块，步骤s20之后，本发明压裂泵拉杆监测系统的控制方法，还可以包括以下步骤：
98.步骤s40：通过数据分析模块在检查到拉杆中存在应力数据低于预设应力值的第一目标拉杆时，向报警模块发送报警信息；
99.在本实施例中，数据分析模块30实施例检测拉杆的应力数据，提前预设故障应力值，预设应力值为应力数据的最低警戒线，在检测到第一目标拉杆的应力数据低于预设应力值时，将应力数据低于预设应力值的第一目标拉杆的报警信息发送至报警模块50。
100.步骤s50：通过报警模块输出报警信息。
101.在本实施例中，报警模块50发出第一目标拉杆的故障报警。
102.在本实施例中，报警模块50可以为报警器，在接收到数据分析模块30发送的目标拉杆的报警信息时，发出声音以提醒维护人员发生拉杆故障，或者，报警模块可以为语音报警音响，在接收到数据分析模块30发送的目标拉杆的报警信息时，通过语音发出目标拉杆的预设序列号和压裂泵的预设序列号，以提醒维护人员。
103.可选的，在一些可行的实施例中，压裂泵拉杆监测系统还包括：报警模块，步骤s20之后，本发明压裂泵拉杆监测系统的控制方法，还可以包括以下步骤：
104.步骤s60：通过数据分析模块在检查到拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆的目标应力数据的预设占比的第二目标拉杆时，向报警模块发送报警信息，其中，剩余拉杆为在与应力传感器连接的拉杆中第二目标拉杆之余的拉杆，所述目标应力数据包括剩余拉杆中任一拉杆的应力数据、剩余拉杆的应力数据的平均值或者剩余拉杆的应力数据的总值；
105.在本实施例中，通过应力传感器检测到的拉杆的应力数据存在波动，若压裂泵的全部拉杆都高于预设应力值，目标拉杆的应力值小于剩余拉杆的目标应力值时，仍然可以判断该目标拉杆可能存在故障。
106.需要说明的是，由于拉杆的应力数据存在波动的情况，并且，每个压裂泵的拉杆的应力数据都有细微差距，因此，在实际应用场景中，通过与压裂泵的其他拉杆的应力数据比较，发现存在故障的拉杆，由于一个压裂泵给予每根拉杆的力是相同的，数据分析模块30在检测到压裂泵的某一拉杆的应力小于其它拉杆的目标应力数据的预设占比时，向报警模块发送报警信息。
107.在本实施例中，剩余拉杆的目标应力数据可以为剩余拉杆的平均应力数据，也可以为剩余拉杆的全部应力数据，还可以为剩余拉杆中任一拉杆的应力数据，提出三种第二目标拉杆的报警方法，第一种为数据分析模块30在检查到拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆的平均值的预设占比的第二目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息；第二种为数据分析模块30在检查到拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆的总应力数据的预设占比的第二目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息；第二种为数据分析模块30在检查到拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆中任一拉杆的应力数据的预设占比的第二目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息。
108.步骤s70：通过报警模块输出报警信息。
109.在本实施例中，报警模块50发出第二目标拉杆的故障报警。
110.示例性地，预设占比可以为0.6至0.8，数据分析模块30确认目标拉杆的应力数据为剩余拉杆的应力数据的60％，则可以将该目标拉杆确认故障拉杆，并将该目标拉杆的故
障信息发送至故障模块以发出故障报警，或者，数据分析模块30确认目标拉杆的应力数据为剩余拉杆的应力数据的80％，则可以将该目标拉杆确认故障拉杆，并将该目标拉杆的故障信息发送至故障模块以发出故障报警。
111.需要说明的是，数据分析模块30可以同时检测拉杆中是否存在应力数据低于预设应力值的第一目标拉杆，和是否存在应力数据低于剩余拉杆的应力数据的预设占比的第二目标拉杆，并将第一目标拉杆的报警信息和第二目标拉杆的报警信息发送至报警摸50进行报警。
112.另外，压裂泵拉杆监测系统包括显示模块40，数据分析模块30与显示模块40连接，数据分析模块30将拉杆的应力数据发送至显示模块40显示，从而，在显示平台上实现数据显示，及时准确反馈给操作人员，防止突发事故的产生，确保压裂泵安全可靠的运行，应力传感器11设置于压裂泵中位于压裂泵外沿的拉杆上，从而，降低了设置应力传感器的成本，进而，降低了监测维护拉杆的成本。
113.需要说明的是，由于本发明压裂泵拉杆监测系统的控制方法采用了上述压裂泵拉杆监测系统的所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
114.此外，本发明实施例还提出一种压裂泵，参照图3，图3为本发明一种压裂泵拉杆监测系统一实施例的应力传感器应用示意图，压裂泵拉杆监测设备包括动力端1、液力端2、传动连接动力端和液力端的拉杆3，以及如上的压裂泵拉杆监测系统；压裂泵拉杆监测系统包括：传感器模块10、数据采集模块20和数据分析模块30，传感器模块10包括多个应力传感器11；多个应力传感器11设置于压裂泵的拉杆3上，数据采集模块20分别与多个应力传感器11和数据分析模块30连接；数据采集模块20，用于获取基于应力传感器11采集的传感数据；数据分析模块30，用于接收传感数据，并分析传感数据以得到应力数据，输出应力数据。
115.该压裂泵备的具体结构参照上述实施例，由于本发明压裂泵拉杆监测设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
116.此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介包括如上的压裂泵拉杆监测系统；计算机存储介用于减少排查拉杆故障的工作量，并且消除了拉杆存在裂纹时，导致全部拉杆断裂事故的安全隐患，进而保障了设备与人员安全，由于本发明计算机存储介采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
117.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
118.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
119.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做
出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个计算机存储介质(如flash存储器、rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)中，用于控制该存储介质进行数据读写操作的控制器执行本发明各个实施例所述的方法。
120.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种压裂泵拉杆监测系统，其特征在于，所述压裂泵拉杆监测系统包括：传感器模块、数据采集模块和数据分析模块，所述传感器模块包括多个应力传感器；多个所述应力传感器设置于压裂泵的拉杆上，所述数据采集模块分别与所述数据分析模块和多个所述应力传感器连接；所述数据采集模块，用于获取基于所述应力传感器采集的传感数据；所述数据分析模块，用于接收所述传感数据，并分析所述传感数据以得到应力数据，输出所述应力数据。2.如权利要求1所述的压裂泵拉杆监测系统，其特征在于，所述压裂泵拉杆监测系统还包括显示模块，所述数据分析模块与所述显示模块连接；所述显示模块，用于接收并显示所述应力数据。3.如权利要求1所述的压裂泵拉杆监测系统，其特征在于，所述压裂泵拉杆监测系统还包括：报警模块；所述报警模块与所述数据分析模块连接；所述数据分析模块，还用于在检查到所述拉杆中存在应力数据低于预设应力值的第一目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息；所述报警模块，用于输出所述报警信息。4.如权利要求1所述的压裂泵拉杆监测系统，其特征在于，所述压裂泵拉杆监测系统还包括：报警模块；所述数据分析模块，还用于在检查到所述拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆的目标应力数据的预设占比的第二目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息，其中，所述剩余拉杆为在与所述应力传感器连接的拉杆中所述第二目标拉杆之余的拉杆，所述目标应力数据包括剩余拉杆中任一拉杆的应力数据、剩余拉杆的应力数据的平均值或者剩余拉杆的应力数据的总值；所述报警模块，用于输出所述报警信息。5.如权利要求1所述的压裂泵拉杆监测系统，其特征在于，所述应力传感器设置于所述压裂泵中位于压裂泵外沿的拉杆上。6.一种应用于权利要求1至5任一项所述的压裂泵拉杆监测系统的控制方法，其特征在于，所述压裂泵拉杆监测系统的控制方法包括：通过所述数据采集模块获取基于所述应力传感器采集的传感数据，并将所述传感数据发送至所述数据分析模块；通过所述数据分析模块接收所述传感数据，并分析传感数据以得到应力数据；通过所述数据分析模块输出所述应力数据。7.如权利要求6所述的压裂泵拉杆监测系统的控制方法，其特征在于，所述压裂泵拉杆监测系统还包括：报警模块，在所述通过所述数据分析模块接收所述传感数据，并分析传感数据以得到应力数据的步骤之后，所述方法还包括：通过所述数据分析模块在检查到所述拉杆中存在应力数据低于预设应力值的第一目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息；通过所述报警模块输出所述报警信息。8.如权利要求6所述的压裂泵拉杆监测系统的控制方法，其特征在于，所述压裂泵拉杆
监测系统还包括：报警模块，在所述通过所述数据分析模块接收所述传感数据，并分析传感数据以得到应力数据的步骤之后，所述方法还包括：通过所述数据分析模块在检查到所述拉杆中存在应力数据低于剩余拉杆的目标应力数据的预设占比的第二目标拉杆时，向所述报警模块发送报警信息，其中，所述剩余拉杆为在与所述应力传感器连接的拉杆中所述第二目标拉杆之余的拉杆，所述目标应力数据包括剩余拉杆中任一拉杆的应力数据、剩余拉杆的应力数据的平均值或者剩余拉杆的应力数据的总值；通过所述报警模块输出所述报警信息。9.一种压裂泵，其特征在于，所述压裂泵包括动力端、液力端、传动连接所述动力端和液力端的拉杆，以及如权利要求1至5任一项所述的压裂泵拉杆监测系统。10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括如权利要求6至8任一项所述的压裂泵拉杆监测系统的控制方法。

技术总结
本发明公开了一种压裂泵拉杆监测系统及其控制方法、压裂泵及存储介质，所述压裂泵拉杆监测系统包括：传感器模块、数据采集模块和数据分析模块，所述传感器模块包括多个应力传感器；多个所述应力传感器设置于压裂泵的拉杆上，所述数据采集模块分别与所述数据分析模块和多个所述应力传感器连接；所述数据采集模块，用于获取基于所述应力传感器采集的传感数据；所述数据分析模块，用于接收所述传感数据，并分析所述传感数据以得到应力数据，输出所述应力数据，从而，本发明能够减少排查拉杆故障的工作量，并且消除了安全隐患。并且消除了安全隐患。并且消除了安全隐患。


技术研发人员：周恕毅 雍军 覃浩 钟富建
受保护的技术使用者：三一能源装备有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/7