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作者：王赛峰中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

潜油电机作为油田生产作业中常用的一种旋转机械采油设备被广泛应用于各大陆上油田和海上油田。为保证潜油电机运行的持久性和可靠性,通过对其运行状态进行有效的实时监测就显得尤为重要。潜油电机的状态信号包括振动、温度、电参数等,... 详细信息

潜油电机作为油田生产作业中常用的一种旋转机械采油设备被广泛应用于各大陆上油田和海上油田。为保证潜油电机运行的持久性和可靠性,通过对其运行状态进行有效的实时监测就显得尤为重要。潜油电机的状态信号包括振动、温度、电参数等,其中振动信号往往与电机的一些故障及潜在故障密切相关,因此对振动特性的研究对于潜油电机的状态识别具有重要意义。本文以电机振动特性分析为研究内容,以潜油电机的井下参数监测系统设计为应用目标。本文完成的主要研究内容如下:(1)建立潜油电机三维多物理场瞬态耦合模型,对潜油电机的电场、磁场和动力学场进行了数值模拟研究。利用该模型对潜油电机进行模态分析计算,获得电机系统结构固有频率;对模型的电磁场进行瞬态研究,得到运行状态下潜油电机的电磁场分布情况,并应用麦克斯韦应力张量法分别计算出定子和转子的电磁力,将其以积分力的形式耦合到动力学模型中,最终获得潜油电机的振动响应。(2)分析了潜油电机转子动态偏心时的振动特性。在已建立的电机三维振动模型的基础上对潜油电机转子动态偏心进行数值模拟,得到电机在转子动态偏心下的振动响应,并将仿真的振动加速度信号与实测的电机振动加速度信号进行对比分析,验证了有限元仿真模型的正确性,然后通过对电机机壳测点振动特性的研究为潜油电机监测系统的设计提供了理论依据。(3)设计了一套潜油电机井下参数监测系统,该系统主要包括了井下采集系统和井上处理系统两个部分,其测量的振动信号可与仿真模型相互印证。

关键词：潜油电机有限元仿真振动加速度偏心

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基于长短时记忆神经网络的潜油电泵故障预警

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中国石油大学学报（自然科学版） 2022年第5期46卷 170-176页

作者：刘广孚姜霄杜玉龙郭亮王赛峰鄢志丹中国石油大学(华东)控制科学与工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院山东青岛266580

以潜油电泵机组的运行电流为主要判别依据,将长短时记忆神经网络应用于潜油电泵运行状态预测中,对于特征不明显的故障类型,利用潜油电泵井运行电压、运行电流、功率、油压、井口温度和瞬时流量数据预测下一时刻的电流值,并利用单分类支... 详细信息

以潜油电泵机组的运行电流为主要判别依据,将长短时记忆神经网络应用于潜油电泵运行状态预测中,对于特征不明显的故障类型,利用潜油电泵井运行电压、运行电流、功率、油压、井口温度和瞬时流量数据预测下一时刻的电流值,并利用单分类支持向量机模型来预判潜油电泵机组的运行状态,从而实现潜油电泵的故障预警。最后,利用实际生产数据对模型进行验证。结果表明,所提方法预测准确度较高,可将报警时间提前1 h,实现故障的预警及诊断。

关键词：潜油电泵长短时记忆神经网络单分类支持向量机故障预警

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