压裂泵是油气田开发中用于水力压裂作业的核心设备，主要作用是将高压流体注入地层，使岩石产生裂缝并扩展，从而提高油气井的产量。通过压裂泵振动监测可以保障其安全运行，提高压裂效果和油气井的开发效率。

一、监测意义

压裂泵在工作中因机械运动、流体冲击等会产生振动，若振动异常（如振幅过大、频率突变），可能预示着部件磨损（如活塞、曲轴）、松动（螺栓松动）、不平衡（转子偏心）或流体异常（气蚀、堵塞）等故障。通过实时监测振动，可提前发现隐患，避免停机损失或设备损坏。

二、关键监测参数

• 振幅：反映振动强度，如位移（mm）、速度（mm/s）、加速度（m/s²），不同部位（泵体、轴承、电机）的振幅阈值不同（如轴承加速度超过25 m/s²可能预示故障）。

• 频率：振动信号的频率分布，可通过频谱分析识别故障类型（如齿轮啮合频率异常可能提示齿轮磨损）。

• 相位：振动信号的时间相位差，用于判断部件间的同步性（如联轴器不对中时相位会偏移）。

三、常用监测方法

传感器选型：

• 加速度传感器（311A系列）：粘贴或磁吸在泵体表面，高频响应好，适用于轴承、活塞等高频振动监测。

• 速度/位移传感器：用于低频振动（如泵体整体晃动），精度较高。

数据采集与分析：

• 实时采集（IN-SDG智能振动变送器）：通过PLC或专用数据采集器，以10kHz以上采样率获取振动信号。

分析技术：

• 时域分析：直接观察振动波形，判断是否有冲击（如螺栓脱落时波形突变）。

• 频域分析（FFT）：将时域信号转换为频谱，识别主频及谐波（如曲轴不平衡时主频为转速频率的1倍频）。

• 时频分析（如小波变换）：适用于非平稳信号（如启动/停机过程），捕捉瞬时故障。

  

四、典型故障与振动特征

• 轴承磨损：频谱中出现轴承特征频率（如内圈、外圈故障频率），加速度值升高。

• 泵体气蚀：高频振动（10kHz以上）激增，伴随流体噪声。

• 机械松动：低频（100Hz以下）振动加剧，振幅波动大。

五、技术应用与系统架构

• 在线监测系统：

  由传感器、数据采集仪、边缘计算单元（如振动分析模块）组成，通过4G/5G将数据传输至云端平台，实时预警（如振幅超过阈值时短信通知）。

• 便携式检测：

  手持振动检测仪（如测振仪），定期巡检时采集数据，对比历史趋势判断设备状态。

六、注意事项

• 传感器安装：需确保与被测表面紧密接触，避免信号衰减（如使用磁吸式传感器时清洁安装面）。

• 阈值设定：根据泵的型号、工况定制报警阈值（如新机与旧机的振幅标准不同）。

• 多参数融合：结合温度、压力等参数综合判断（如振动异常时伴随轴承温度升高，更可能是润滑不良）。

• 通过系统化的振动监测，可实现压裂泵的预测性维护，降低运维成本并提升作业效率。