基于ITD与排列熵的石油井架损伤识别方法-论文.pdf

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2014年第42卷第10期一26一．_钻井技术与装备基于ITD与排列熵的石油井架损伤识别方法邹龙庆陈桂娟贾春雨付海龙(1．东北石油大学2．大庆石化公司)摘要：针对石油井架损伤位置识别问题，提出了基于ITD与排列熵的损伤位置特征提取方法。利用ITD方法将锤击响应振动信号分解为一系列分量，分量更能突出损伤位置信息，计算分量的样本熵值，形成的特征向量可分性良好。依据相关性系数选择代表损伤状态主要信息的分量，计算其排列熵形成有效的特征向量。以支持向量机为特征向量模式识别器，对比了ITD与近似熵方法所提取特征向量，对于相同有限数量的样

2、本，ITD与样本熵特征向量明显高于ITD与信息熵特征向量的识别率，验证了ITD样本熵方法的有效性。ITD样本熵方法为实际井架结构损伤的准确、快速、有效识别与定位提供了一种新途径。关键词：井架；ITD；排列熵；艘分量；特征提取；损伤识别中图分类号：TE923文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．10．007DamageIdentificationMethodBasedonITDSampleEntropyandSMVforOilDerrickZouLongqing‘ChenGuijuanJiaChunyuFuHailong(1．North

3、eastPetroleumUniversity；2．DaqingPetrochemicalCompany)Abstract：Toidentifydamagelocationofoilderrick．afeatureextractionmethodofdamagelocationbasedonITDandpermutationentropyisproposed．Vibrationsignalsineachstatearedecomposedintoase~esofPRcompo—nentswithITDmethod．andthePRcomponentscanprovideabet

4、terexplanationforthedamagelocationinforma—tion，theeigenvectorsobtainedcanbeeasilydecomposed．ThePRcomponentswhichcontainthemaininformationoffaultstatearechosenaccordingtorelativecoeficient．PermutationentropyoftheselectedPRcomponentswascalculatedaseigenvectors．SVMisusedasmodediscriminatorofeig

5、envector，andbycomparingtheaveragesampledistanceofeigenvectorsextractedbyITDandapproximateentropymethod，thediscriminationofITDan(／sampleentropyeigenvectorsaresignificantlyhigherthanITDandinformationentropyeigenvectorsforthesamelimitednumberofsamples，provedITDsampleentropymethodvalidity．ITDsam

6、pleentropymethodprovidesanewaccu—rate，rapidandeffectivewayforrealderrickstructuraldamageidentificationandlocation．Keywords：derrick；ITD；permutationentropy；PRcomponents；featureextraction；damageidentification和保障安全生产的重要前提_2J。存在损伤的井架0引言结构在激励力作用下，其振动响应信号的时频分布会发生变化，而振动响应信号具有非平稳性和非线石油钻机井架长期服役于野外，频繁的

7、拆装搬性，传统傅里叶变换无法有效反映这一特征。迁使其整体或局部出现损伤，不断累积将导致灾难近些年越来越多的非线性分析方法被用于机械性事故的发生⋯。因此，采用有效方法对井架结设备损伤识别，如近似熵、样本熵和多尺度熵等。构损伤进行无损检测与定位是制定预知性维修方案然而，近似熵相对一致性较差，多尺度熵计算较耗$基金项目：国家科技支撑计划项目“石油装备制造业创新技术服务平台建设”(2012BAH28F03)；黑l龙江省自然科学犟金项目“修井机井架地锚桩抗拔能力与桩土承载机理研究”(E201335)。