HJT517G三牙輪鉆頭故障診斷實驗研究.pdf

1、三牙輪鉆頭是石油鉆井作業(yè)中非常重要的工具，其工作性能的好壞直接影響鉆井質(zhì)量、鉆井效率和鉆井成本。由于鉆頭在井底工作情況的復(fù)雜性，使得人們難以準(zhǔn)確判斷其工作性能，如果鉆頭尚能工作而提前取出鉆頭，將會造成人力物力的浪費，如果鉆頭發(fā)生故障而過晚取出鉆頭，將會嚴(yán)重影響鉆井效率。為了能夠準(zhǔn)確判斷井下三牙輪鉆頭的損壞情況以及工作性能，對三牙輪鉆頭進行可靠性分析及故障診斷研究具有重要的實際意義。本文以三牙輪鉆頭為研究對象，通過理論與實驗研究相結(jié)合的方

2、法，著重研究了HJT517G三牙輪鉆頭故障振動信號特征提取原理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)識別技術(shù)以及三牙輪鉆頭工作可靠性分析等工作，取得了一定的研究成果。
　　 本文首先調(diào)研某油田實際生產(chǎn)中HJT517G三牙輪鉆頭使用情況，結(jié)合三牙輪鉆頭工作原理，簡要分析了三牙輪鉆頭的主要失效模式及失效原因。其次，設(shè)計并制造一套三牙輪鉆頭加載及模擬運轉(zhuǎn)實驗系統(tǒng)，采集正常鉆頭、牙輪掉齒故障鉆頭和軸承故障鉆頭的振動信號，針對實驗獲得的數(shù)據(jù)采用時域分析、頻域分析

3、、時頻分析、小波和小波包分析以及雙譜分析等多種分析方法，提取了三牙輪鉆頭振動信號故障特征參量。然后，基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論建立了BP網(wǎng)絡(luò)模型，確定了網(wǎng)絡(luò)輸入層、輸出層個數(shù)、以及隱層層數(shù)和隱層節(jié)點數(shù)，在此研究基礎(chǔ)上，將LabWindows/CVI與matlab軟件相結(jié)合，編制了三牙輪鉆頭故障診斷系統(tǒng)，實現(xiàn)了對不同鉆頭故障狀態(tài)的識別。最后，通過對收集的HJT517G鉆頭在不同地層正常工作時間的概率統(tǒng)計，采用VisualBasic編制了鉆頭可靠