автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.07, диссертация на тему:Магнито- и вибролокация дефектов нефтепромысловых трубопроводных коммуникаций и оборудования

На правах рукописи

РГб од

Галлямов Ильгиз Ихсановнч ^ з ¿ЗСО

МАГНИТО- И ВИБРОЛОКАЦИЯ ДЕФЕКТОВ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБОПРОВОДНЫХ КОММУНИКАЦИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ

Специальность 05.04.07 - машины и агрегаты нефтяной

и газовой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Уфа 2000

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научный консультант: доктор технических наук,

профессор Ишемгужин Е.И.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Колпаков Л.Г. доктор технических наук, профессор Хасанов М.М. доктор технических наук, старший научный сотрудник Гумеров P.C.

ТатНИПИнефть

Защита состоится " 21 " июня 2000 г. в 14-30 часов на заседании диссертационного совета Д 063. 09. 04 в Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан" " мая 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук

И.Г. Ибрагимов

Актуальность работы. Для современного нефтепромыслового оборудования характерны тенденции к повышению производительности, росту их рабочих нагрузок, точности, экономичности и надежности. Удовлетворить этим противоречивым требованиям можно только при тщательном анализе движений в машинах с учетом основных силовых факторов.

Результаты исследований нефтепромыслового оборудования на стадии эксплуатации позволяют поддержать функциональные характеристики в заданных пределах, одновременно решают и проблему повышения надежности.

Для поддержания функциональных параметров в допустимых пределах необходимо их контролировать, определять пространство нормального функционирования и время выхода из этого пространства. Исследования физических полей, сопутствующих эксплуатации нефтепромыслового оборудования, позволяют решить эту задачу путем измерения вибрации на насосных агрегатах, изучения магнитного поля вблизи подземных трубопроводов с последующей обработкой соответствующих сигналов и заключением о состоянии элементов и конструкции в целом, а также указать их координаты.

В связи с указанным возникла задача: на основе данных, полученных на конечном интервале времени, сформировать достоверное представление о техническом состоянии нефтепромыслового оборудования, путем решения отдельных частных задач, на основе которых можно указать место расположения дефекта и принять меры по предотвращению отказов. Обсуждение результатов ведется в рамках концепции параметрических оценок систем и сигналов.

Результаты проведенных исследований и разработок, представленные в работе, способствуют повышению эффективности и технологической безопасности оборудования, что является решением важной народнохозяйственной и социальной задачи.

Работа выполнена в соответствии с комплексными научно-техническими планами научно-исследовательских работ объединений "Татнефть", "Башнефть", "Когалымнефть" и Альметьевского завода погружных электрических насосов, входящих в состав министерства топлива и энергетики России, а также в соответствии с федеральной целевой программой "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 гг.", Решения Совета ФЦП от 26.07.97, 11.03.98, 23.04.99.

Цель работы. Определение (локация) дефектов и прогнозирование их развития на примере-нефтепромыслового оборудования методами исследования вибрации и магнитной съемки трубопроводных коммуникаций.

Задачи исследований.

1. Анализ причин отказов насосных агрегатов и установок электрических центробежных насосов при эксплуатации.

2. Изучение нелинейных характеристик механических колебаний при эксплуатации насосных агрегатов и установок электрических центробежных насосов.

3. Локация дефектов, разработка методов прогнозирования безотказной работы насосных агрегатов, установок электрических центробежных насосов и подземных трубопроводов, позволяющих регламентировать виды и сроки ремонта.

4. Адаптация диагностических моделей к проводимым исследованиям с целью использования параметрических данных, позволяющих оценить техническое состояние системы как при квази-детерминированной, так и при стохастической связи спектральных составляющих вибрации со структурными параметрами механизма.

5. Разработка метода контроля и оценки технического состояния погружных электрических двигателей в ходе приемосдаточных испытаний на заводе-изготовителе.

6. Разработка мер по улучшению качества продукции, основанные на анализе ее динамики и параметрических оценок.

Научная новизна.

1. Разработаны системы локации дефектов, обеспечения Зезотказной эксплуатации насосных агрегатов, установок электри-^ских центробежных насосов и внутрипромысловых подземных металлических трубопроводов, базирующиеся на результатах кон-роля и своевременного устранения дефектов, обнаруженных при 1сследовании колебаний нефтепромыслового оборудования, как при чспытаниях на стенде, так и при эксплуатации; а также магнитной :ъемке трубопроводов.

2. Выявлены основные нелинейные закономерности механи-1еских колебаний при эксплуатации оборудования, указаны его воз-южные неисправности и их влияние на спектр вибрации.

3. Разработан метод прогнозирования отказов насосных аг-югатов, основанный на алгоритме эвристической классификации 1иагностических признаков, полученных в результате вибрационных юследований при эксплуатации.

4. Разработана общая формальная модель вибрационных юследований, определен оптимальный выбор методов сбора и об-»аботки результатов наблюдений, сформулированы требования к труктуре и составу математического обеспечения и параметриче-:ких оценок, базирующиеся на методах математической статистики.

5. Разработан подход и построена многофакторная модель ависимости функции отклика системы от параметров технического юстояния, основанная на определении качества функционирова-

1ИЯ.

6. Определены информационные возможности виброакусти-еских сигналов механических систем путем анализа временной и астотной реализации, использования концепции последовательно-

сти импульсов двух типов и разложения сигнала в ряд Котельнико-ва.

7. Разработаны оптимальные методики локации дефектов методами исследований вибрации на насосных агрегатах и вариаций магнитного поля вблизи подземных металлических трубопроводных коммуникаций и их цифровая идентификация.

Основные защищаемые положения

1. Система функциональной виброакустической и магнитной диагностики и функции ее подсистем в составе информационно-измерительного комплекса.

2. Метод обеспечения безотказной эксплуатации насосны> агрегатов и подземных трубопроводов, основанный на периодическом измерении параметров вибрации, вариаций индукции магнитного поля и оценке остаточного ресурса.

3. Результаты теоретических, лабораторных и стендовых исследований по обоснованию предложенных методов вибро- и магнитной локации дефектов.

Практическая ценность

1. Создана методологическая база для реализации системь обеспечения работоспособности насосных агрегатов, позволяюща$ оперативно прогнозировать и предотвращать отказы, вызванные повышенной вибрацией.

Результаты работы включены в методику контроля ПЭД на ис пытательной станции и метод виброакустической диагностики на

г

сосных агрегатов для закачки воды в пласт.

2. Разработанная методика позволяет осуществить локацию установить степень опасности, предложить мероприятия по устра нению дефектов на основе принятия научно обоснованных инже

нерно-технических решений. Результаты работы включены во временную инструкцию по магнитной съемке внутрипромысловых под- -у\

земных металлических трубопроводов.

3. Разработаны и внедрены: временная инструкция по магнитной съемке подземных, внутрипромысловых, металлических трубопроводов; методика контроля ПЭД на испытательной станции; методика двухуровневой системы вибрационного контроля наземных насосных агрегатов.

Предложенные методы позволяют оперативно ликвидировать опасность распространения дефектов путем своевременного обнаружения и проведения ремонтных работ и тем самым обеспечить оптимальную эксплуатацию нефтепромыслового оборудования и внутрипромысловых металлических подземных коммуникаций.

4. Результаты научных исследований используются в учебном процессе при обучении студентов, аспирантов и слушателей ФПК.

Апробация работы

Результаты работы докладывались в 1984-1999 гг. на международных, всесоюзных, всероссийских конференциях, посвященных проблемам методов и средств технической диагностики машин, в гом числе:

- Научно-техническая конференция по проблемам нефти и газа. (ноябрь 1984 г., Уфа);

- Всесоюзной научно-практической конференции "Методы и :редства виброакустической диагностики машин" (октябрь 1988 г., Ивано-Франковск);

- Всесоюзная научно-техническая конференция "Современное состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в энергостроении" (май 1989 г., Иваново);.

- XXI научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов Татнипинефть (октябрь 1990 г., Бугульма);

- IX Межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (октябрь 1990 г., Ивано-Франковск);

- XII Международная межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (октябрь 1995г., Ивано-Франковск);

- ХШ Международная межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (июнь 1996 г., Йошкар-Ола);

- XIV Международная межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (октябрь 1997г., Ивано-Франковск);

- XV Международная межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (июнь 1998 г., Йошкар-Ола).

- Региональный научно-практический семинар "Современные технологические процессы в нефтегазодобыче" (октябрь 1998г., Октябрьский);

- Республиканская научно-практическая конференция "Состояние и перспективы использования геофизических методов для решения актуальных задач поисков, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых" (август 1999г., Октябрьский);

- XVI Международная межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (сентябрь 1999 г., Ивано-Франковск).

Публикации

По материалам диссертации автором опубликовано 49 работ.

Объем и структура работы Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, основных выводов, списка литературы из 279 наименований; содержит 283 страницы машинописного текста, 50 рисунков, 22 таблицы, приложений.

Общее содержание работы Динамика нефтяного оборудования служит источником информации для создания и совершенствования оборудования, технологических процессов. Большой вклад в эту область нефтяной науки внесли: Абдуллин И.Г., Балицкий П.В., Векерик В.М., Габдра-химов М.С., Ишемгужин Е.И., Замиховский J1.M., Керимов З.Г., Мир-заджанзаде А.Х., Султанов Б.З., Хасанов М.М., Шаммазов A.M., Юнин Е.К., Юртаев В.Г., Ясов В.Г. и многие другие. Однако, информация, полученная из динамических исследований, для обеспечения надежности нефтепромыслового оборудования на стадии эксплуатации используется в недостаточной мере.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации. Сформулированы цель и основные задачи исследования.

В первой главе работы речь идет о функциональной схеме виброакустической диагностики. Ниже в качестве примера будут использованы двигатели и насосы в установках электрических центробежных насосов (УЭЦН), а также насосные агрегаты системы поддержания пластового давления (ППД).

Источник информации, аналоговый сигнал виброускорения, ис-юльзуется для дальнейшей обработки и выявления причин повы-иенной вибрации. Эксперимент основан на формализации деятельности исследователя как процесса пополнения и совершенст-зования базы знаний (БЗ) об исследуемом объекте. Содержание БЗ) делим на следующие группы: методы, способы, алгоритмы и

программы вычисления различных действий, приводящих к требуемому результату; наборы количественных и качественных характеристик конкретных объектов; совокупность терминов, которые используются в работе. Оценку свойств случайных процессов, какими являются измеряемые параметры, осуществляли, выясняя стационарность, наличие периодических процессов, отклонение от нормальности, наличие трендов.

Реализация приведенных принципов легла в основу математического обеспечения экспериментальных исследований и анализа результатов. Автор руководствовался идеями, изложенными в первой главе, при выполнении договорных работ с предприятиями нефтяной промышленности (см. Приложения, акты).

Выбор методов сбора и обработки результатов наблюдений над случайными процессами определяется тем,какой физический процесс изучается и тем какая цель преследуется обработкой. В диссертации используются результаты измерения вибрации нефтепромыслового оборудования и магнитного поля Земли вблизи подземных трубопроводов.

Исходные данные представляют собой непрерывные функции электрического напряжения, зависящего от времени. На стадии подготовки данных осуществляется ряд операций с помощью которых сигналы с датчиков переводятся в форму, удобную для дальнейшего анализа. Этой формой является цифровое представление аналогового сигнала.

Анализ данных сводится к методам анализа отдельных реализаций и к методам анализа ансамбля реализаций при их известных статистических свойствах каждой отдельной реализации. Результаты, изложенные в первой главе, послужили основой для создания информационно - измерительных комплексов, выполненных в рам-

ках договорных работ с НГДУ "Иркеннефть", "Краснохолмскнефть", "Дружбанефть", "Ватьеганнефть".

Вторая глава работы посвящена диагностическим моделям. Оптимальное решение задачи виброакустической диагностики может быть проведено в результате анализа множества состояний, в которых объект исследования может находиться в период эксплуатации.

Алгоритм распознавания обычно основывается на диагностической модели, устанавливающей связь между пространством состояний и пространством диагностических признаков. Эта связь в редких случаях имеет аналитический вид в виде функциональных зависимостей. Чаще всего она носит статистический характер.

Диагностическая модель позволяет отвлечься от физической природы объекта и формализовать решение диагностических задач в форме, удобной для ее решения на ЭВМ

Создание структурно-следственной модели заключается в создании логического и аналитического описания наиболее важных свойств исследуемого объекта. Составлен словарь неисправностей на примере погружного электрического двигателя.

В ходе функционирования исследуемого объекта определяются предельные значения структурных параметров. К ним относятся:

1 . Технологические погрешности - отклонение формы элементов и их взаимного расположения в конструкции. Для диагностических целей спектральные характеристики удобно рассматривать в виде векторных величин.

2 . Зазоры, дисбалансы, стабильность нагрузки.

3 , Предельные значения структурных параметров устанавливаются проектно-конструкторскими и нормативными документами для данного класса оборудования.

4. Известно конечное множество значений параметра © -{0Ч}. То, что © примет значение ©чо, вызовет появление в спектре вибрации спектральных составляющих с определенными значениями частот. Задача вибродиагностики 0Ч сводится к распознаванию одного из следующих событий:

a) гчк<Лч(к)прик=1)2,...;приа=1,2,...; (1)

b) гчк>Д1(к)прик=1,2,...; при 2,...; (2)

гд и его координаты являются случайными величинами, имеющими распределение, близкое к нормальному.

При диагностировании многомерной системы с р входами и п выходами уравнение связи вектора входных воздействий *(') = {*/(*)} и вектора входных сигналов

(3)

записывается в операторном виде выражением

7{1)=1-Щ, (4)

где В - оператор системы, который в неявном виде содержит данные о параметрах технического состояния Ъ, системы.

Реальные зависимости между диагностическими и структурными параметрами механизма неоднозначны, поэтому при появлении дефекта, как правило, изменяется уровень вибрации в нескольких полосах частот. Справедливо и обратное предположение о том, что на изменение вибрации в определенной полосе частот могут влиять дефекты различных узлов механизма.

Иногда нормальным состоянием механической системы при ее эксплуатации является некоторый установившийся режим движения. В связи с указанным интересным является вопрос: удовлетворяет ли установившийся режим движения критерию устойчивости?

В качестве критерия устойчивости для механической системы ^пользуется минимум потенциальной энергии системы. В случае 1еконсервативной системы необходимо исследовать характер воз-лущенного движения. По смыслу нужно рассматривать случай ма-1ых возмущений движения механической системы, т.к. большое юзмущение чаще всего приводит к аварийному выходу из строя системы. Такая классификация возмущений позволяет ограничиться чсследованием малых возмущений механической системы.

Для насосных агрегатов, используемых в нефтяной промыш-пенности, представляет интерес решение следующих задач:

- неустойчивость при действии сил сухого трения;'

- критические состояния вращающихся валов и роторов;

- критические состояния вала в подшипниках;

- критические состояния вала, связанные с внутренним трени-зм материала вала;

- критические состояния жесткого ротора на упругих опорах путем анализа колебаний в амплитудно-частотной области.

Роторы вала двигателя насосного агрегата поддержания планового давления (ППД) имеют большой диаметр и, соответственно малую кривизну. Последнее обстоятельство позволяет ввести упрощающее предположение, в частности, можно пренебречь кривизной контактирующих поверхностей и считать их плоскими.

Дифференциальное уравнение, описывающее, колебательное движение при вязком трении имеет вид:

у2х+кх+сх3 + /Jsignx= Рсоз1, (5)

■де х - величина отклонения системы от нейтрального положения; у, с, с - коэффициенты, характеризующие инерционные и упругие свойства системы; ц - сила сухого трения; Р - параметр интенсивности периодической возмущающей силы; I - время.

Решение дифференциального уравнения (5) методом Рунге-Кутга с автоматическим выбором шага по программе, описанной в литературе, осуществили придавая константам уравнения различные значения.

Полученный результат свидетельствует о том, что наличие сил сухого трения приводит к нелинейным эффектам, связанным с несинхронностью движения и, в частности, наблюдаются субгармоники. Возникновение субгармоник можно рассматривать как возникновение неустойчивости механической системы, и как диагностический параметр.

Существует несколько формулировок критического состояния. Если есть начальный эксцентриситет, то неограниченное возрастание прогиба вала и есть критическое состояние. В случае отсутствия эксцентриситета возмущенное движение представляет собой сумму гармонических колебаний с комбинационными частотами..Поскольку реальные механизмы работают в условиях выполнения неравенства р«ю, где ю - угловая частота, р - собственная частота; то обнаружение указанных комбинационных частот в спектре вибрации свидетельствует о критическом состоянии вращающегося вала.

Силы внутреннего трения в материале вала могут создавать условия нарушения прямолинейности оси вала. Система начнет уходить от невозмущенного режима.

Распознавание и классификация отказов связана с оценкой состояния элемента машины или установлением ее первичной неисправности.

Задачи классификации обычно разделяют на детерминированные и статистические. В случае детерминированной задачи выделяют два класса состояний: нормальное (А) и предаварийное (Б). Задача сводится к нахождению непересекающихся областей и нужно найти эти области. При решении статистических задач обычно

рассматривают функции условных плотностей распределения вероятностей объектов классов А и В в пространстве выбора решения. Процессу решения с помощью классических правил должны предшествовать:

- классификация различных технических состояний и типов первичных неисправностей;

- выбор признаков и определение их вероятностных характеристик и априорных вероятностей классов аварийных состояний;

- вычисление апостериорных вероятностей классов;

- выбор критерия распознавания, принятия решений и построения классифицирующего правила.

На основе указанного было разработано дерево решений для диагностирования насосного агрегата системы ППД. Показано, что указанный способ оценки вибрации и состояния электрического двигателя насосного агрегата можно использовать в расширенном варианте для электрических двигателей различной мощности.

Предложенные рекомендации позволяют избежать утомительных и дорогостоящих анализов сигналов и дают достаточно информации о возможности дальнейшей эксплуатации машины.

Третья глава работы посвящена виброакустическому сигналу, его особенностям.

Исследуемые сигналы, как правило, имеют вид случайных или смеси случайных полигармонических колебаний. Поэтому необходимо применение статистических методов обработки сигналов.

В работе осуществлено математическое описание случайных колебаний и сформулирован алгоритм анализа случайных колебаний как анализа потоков статистически независимых воздействий.

В возникновении и развитии дефектов большое значение имеет ударные процессы, которые можно представить в виде потоков импульсов двух видов:

1) потоки неперекрывающихся импульсов, соответствующие небольшой частоте событий, при которой отдельные импульсы могут быть зарегистрированы независимо один от другого;

2) потоки перекрывающихся импульсов, когда возможно частичное наложение импульсов друг на друга.

При рассмотрении потоков импульсов посчитали форму импульсов Щ) известной, наблюдаемые импульсные события независимы друг от друга и равновероятны во времени. Такой подход позволил получить возможность определения длительности ударного импульса, основываясь на рассмотрении одиночного импульса, спектральную плотность которого нашли путем Фурье-преобразования прямоугольной импульсной функции амплитуды т и длительности Ти.

Величина тТи - постоянная для импульса данного вида, равная площади импульса. При <у=0 величина определяет площадь импульсов любой формы.

Протабулировав функцию 5(о), путем несложных преобразований получим

т 2 ■ Г ®

Ти = —агсвт со

Для упрощения процесса оценки Ти в экспериментально полученном спектре вибрации примем за Ли диапазон частот, простирающихся от и=0 до частоты, при которой характеристика модуля спектральной плотности становится равной 0,1 и при дальнейшем увеличении частоты приобретает значение меньше, чем 0,1.

Получение вероятностной информации о количестве указанных точек за некоторый промежуток времени и о величинах указанных выше отрезков по заданным вероятностным характеристикам процессов решали как задачу структурного анализа случайных процессов.

(6)

Для решения многих вопросов, связанных с обработкой результатов измерения вибрации, бывает нужно осуществить дискретизацию. Простейший случай дискретизации заключается в том, что в фиксированные моменты времени берутся отсчеты непрерывной величины Х(0. Эта операция осуществляется следующим образом: ось времени разбивается на равные интервалы с постоянным шагом М; в итоге получаем на оси времени отметки О, Д1, 2М.....(1М-

1)Д(; для каждой из этих точек берется значение х, отвечающее соответствующей координате. Полученные дискретные значения х, (¡=0, 1, 2, ..., (N-1)) образуют решетчатую функцию. Иногда эту операцию называют квантованием по времени. Решетчатая функция может легко вводиться в цифровое устройство, в частности, в ЭВМ.

Дискретизация производилась таким образом, чтобы можно было восстанавливать исходную непрерывную функцию без искажений. В связи с этим возник вопрос, как выбрать частоту дискретизации? Ответ получен из теоремы отсчетов. Согласно этой теореме

(7)

а. 2 и2-

' г- ,14

где ю,- предельная угловая частота; и. = — в Гц и х(0 можно пред-

•■ 2 к

ставить в виде ряда:

Так как Лг = из уравнения (8) следует, что х(Ц, спектр которого ограничен круговой частотой со. однозначно определяется ее отсчетами, взятыми через А1. Уменьшение М по сравнению с

= согласно теории ничего не дает, так как х(0 полностью представлена ее отсчетами. На практике интервал (в литературе

часто называют интервалом Найквиста) берется меньшим, чем А/ = . в радиотехнических системах используют в 2-5 раз

1

меньше, чем дает выражение Аг = -—.

Оценка Д1 для случая дискретизации вибросигналов, имеющих частотный диапазон 0-г-20 кГц и с учетом изложенных выше соображений дает следующий результат: АЫМО"6 с.

Полученный результат согласуется с эмпирическим правилом, часто используемом при спектральном анализе. Оно гласит, что спектральное разрешение в герцах приближенно равно величине, обратной интервалу времени наблюдения сигнала в секундах.

Для разделения двух, тесно связанных в пространстве компонент частоты, принимали критерий Рэлея.

Виброакустический сигнал х(0 можно рассмотреть во временной и частотной областях. Различные параметры сигнала х(0 позволяют формировать диагностические признаки, связывать их с информационной компонентой в исследуемом сигнале х^) , определять наличие дефекта и следить за его эволюцией.

При рассмотрении потока импульсов посчитали форму импульсов ВД известной. Случайными величинами будут являться амплитуда импульсов Ак и время появления 1к. Задача заключается в нахождении плотностей вероятности величин Ак и ^. определяемых ими средних значений <Ак> и < Ъ<>, а также вычисление спектральной плотности.

Потоки неперекрывающихся импульсов. Плотность вероятности таких потоков определяется процессами в физической системе, генерирующей поток. Поэтому задача нахождения плотности вероятности сводится к,анализу физических процессов, приводящих к возникновению импульсов. Такой анализ и должен дать представ-

ление о распределении амплитуд и времени появления отдельных импульсов'.

Поток перекрывающихся импульсов. Для такого процесса, рассматривая его как стационарный п оо, 1 оо, использовали формулы Н. Кэмпбелла с учетом того, что в виброакустической диагностике чаще реализуется пуассоновский поток импульсов со случайными амплитудами для которого спектральная плотность вычисляется по формуле

0»=ы2И®)|2. (9)

Во многих инженерных расчетах на минимизацию, а также прикладном анализе временных рядов приходится заниматься поиском экстремумов функции.

Предложен алгоритм поиска минимума функции при наличии в заданном интервале нескольких экстремумов. Предложенный алгоритм предполагает нахождение разницы между двумя соседними значениями функции и определение ее знака. Затем ищем точку, где знак меняется на противоположный. Смена знака свидетельствует о наличии экстремума. Значение функции в экстремуме запоминается в массиве Т. После нахождения всех где ¡=1, 2, .., т производим сортировку этих значений по возрастанию и выдаем на печать результат, т.е. экстремальные значения функции в порядке возрастания.

В виброакустической диагностике возникает необходимость сравнения спектров вибрации испытуемой машины со спектром вибрации эталонного изделия. Математическая сторона задачи заключается в следующем. В результате записи спектра вибрации испытываемого изделия получаем характеристические пики {В!}. Их нужно сравнить с соответствующими пиками эталона {А,} путем построения третьего множества {Х(}, члены которого определяются по формуле

где ¡=1,, 2,N. Члены {X} необходимо расположить в порядке убывания от максимального значения. В диссертации предложены алгоритм и программа, реализующие предложенный подход.

В третьей главе показано, что различные параметры сигнала позволяют формировать динамические признаки, связывать их с информативной компонентой, исследовать колебания в механизмах.

Предложен метод обработки результатов измерения виброперемещения с помощью Фурье-преобразования, позволяющий установить спектральный состав вибрации без использования анализатора спектра.

Установлено, что уширение спектральной плотности по мере сокращения длительности импульса демонстрирует дискретность изменения, что может быть проявлением макроскопического кван-тово-механического эффекта.

Четвертая глава работы посвящена обработке измерительной информации. Рассматриваются частотная временная селекция виброакустического сигнала и его нормирование. Уделено внимание спектральному составу вибрации и предложено его количественно характеризовать частотной дискриминантой.

Далее в диссертации приводятся состояния связанные с колебанием цилиндрической оболочки ПЭД, рассматривается вопрос о построении оптимального спектра вибрации машины. Эта задача решена путем минимизации непрерывной ограниченной функции путем нахождения ответов на следующие вопросы: достигает ли функция своей нижней границы; единственен ли найденный локальный минимум, и если нет, является ли он точкой глобального мини-

мума функции? Необходимо построить сходящийся эффективный алгоритм нахождения хотя бы одного локального минимума.

Таким образом, поставленная задача является задачей теории оптимизации. Далее обсуждается процедура ответов на поставленные вопросы.

Оптимально работающему механизму соответствует некий оптимальный спектр.

Для построения оптимального спектра вибрации осуществим решение вычислительной задачи: минимизация непрерывной ограниченной функции. Типичный вид функции получаем в результате экспериментальных исследований - спектр вибрации. Введение сетки позволяет рассматривать вектора А, и построить А0, которое удовлетворяет следующим условиям: изучаемый класс не очень широкий, результаты не тривиальные, в то же время он не очень узкий. Эти обстоятельства позволяют в качестве такого класса функций рассматривать класс сумм квадратов отклонений, возникающих при применении метода наименьших квадратов в нелинейной регрессии.

Пусть F(x) непрерывная ограниченная функция на Rm , требуется осуществить теоретический анализ задачи оптимизации

F(x)=> min, х е Rm . Этот класс функций служит основным иллюстрирующим материалом общего подхода исследования существования, единственности решения задачи и построения алгоритма минимизации.

Пусть }\, У г, У„ е Rm - результаты наблюдений. Эти наблюдения аппроксимируются соответствующими функциями /i(«)> •■•> /„(а). За критерий качества аппроксимации бе-

п

рем сумму квадратов невязок

Подойдем к этой задаче со статистических позиций. Допустим, наблюдение у, представляет собой сумму регулярной дифференцируемой составляющей /,(а) и случайной помехи: .У. = е1> ' = 1,—, где а - неизвестный параметр, аей", е, - помехи, е, имеют нулевое математическое ожидание, постоянную

дисперсию и не коррелируют друг с другом. Тогда У1 можно интерпретировать как уравнение регрессии случайной переменной у на факторы х1, х1, ..., хк, где ух=у{хл,...,х,к,а)+е,\ / - номер наблюдения; ^-функция регрессии.

Задачи состоят в оценивании неизвестного параметра а. Нами выбрана простейшая из возможных моделей - модель для оптимального спектра вибрации, это одномерная линейная регрессия

для каждого Щ. .

Предложенный подход позволяет определить оптимальный спектр вибрации по экспериментально полученному спектру путем минимизации регрессионной кривой по формуле уаЬ=у~Ау, где горизонтальная линия означает - среднее значение физической величины и средней абсолютной ошибки.

В пятой главе рассматривается вибрация насосных агрегатов. Обсуждение вопроса начинается с выбора оптимальных условий виброакустического исследования на производстве. Указывается на необходимость проведения виброакустических исследований с максимальной скоростью, сохраняя заданную разрешающую способность. Необходимо при этом учитывать влияние характера спектра исследуемого сигнала.

В целях рационального использования информации диагностирование необходимо осуществлять на двух уровнях, каждый из которых выполняет определенные функции, взаимно дополняя друг

друга и должен осуществляться в ходе мониторинга насосных агрегатов.

На первом уровне проводится контроль общего состояния агрегатов путем наблюдения за характеристиками виброактивных узлов; практическая реализация отличается оперативностью, методическое обеспечение не требует специальной квалификации обслуживающего персонала, аппаратная часть представлена доступным и недорогим оборудованием.

На втором уровне осуществляется детальный анализ амплитудно-частотных характеристик вибрации отдельных агрегатов по выбору, произведенному по данным измерения первого уровня. Результатом такого анализа должно стать прогнозирование работоспособности отдельных узлов агрегата для проведения предупредительного ремонта.

По результатам измерений, проведенных на первом уровне, можно следить за неисправностью узлов в фазе ее развития, а не только зарождения. Поэтому основной целью диагностики первого уровня является предупреждение аварий, подготовка данных и выбор агрегатов для диагностики второго уровня.

В диссертации приводится математическое описание алгоритма и программы расчетов на ЭВМ.

Предложенный метод оценки состояния узлов насосных агрегатов позволяет оперативно и с достаточной достоверностью диагностировать неисправности в работе агрегатов. Эта информация позволяет планировать работу ремонтных бригад, выбирая для профилактического ремонта оптимальные сроки и начинать ремонт с наиболее "слабого" в смысле вибрации узла и агрегата. На базе алгоритма разработана программа 01АСЫ0.

Надежная и безопасная эксплуатация трубопроводов во многом зависит от работоспособности линейной части трубопровода. В

диссертации предлагается осуществлять контроль и диагностирование подземных трубопроводов путем измерения индукции магнитного поля, которое вблизи трубопровода представляет собой суперпозицию магнитных полей Земли и металла трубы, вариации которого связаны с неоднородностью и нарушением сплошности ее стенок. Для решения указанной задачи предлагается осуществлять высокоточную съемку вблизи подземных трубопроводов, строить эпюры напряженности и из типа локальных экстремумов на ней определять тип повреждения (повреждение изоляции, поперечная или продольная трещина, коррозионный свищ и т.д.), локацию дефектов.

Главным фактором, приводящим к снижению надежности прямолинейных участков трубопроводов, является коррозионное повреждение поверхностей трубопроводов вследствие нарушения изоляции и эрозионное повреждение внутренних поверхностей трубопроводов вследствие межкристаллитной коррозии и гидродинамических ударов транспортируемого продукта, приводящих к потере металла в стенке трубы. Эти два вида повреждения трубопроводов, способствующих уменьшению толщины стенок трубопровода, при определенных условиях могут привести к трещинообразованию и разрыву металла.

При первичном обследовании трубопровода трассоискателем на месте повреждения трубопровода и его изоляции магнитное поле и напряженность имеют либо острые горбы-пики, либо резкое падение - «ямы». На рис. 1 приводится пример трехмерного рельефа вариаций магнитного поля вблизи промыслового трубопровода. Именно вид эпюры напряженности и тип локальных экстремумов на ней определяют тип повреждения изоляции, поперечная или продольная трещина, коррозионный свищ и т.д.

На рис. 2 приводится зависимость индукции магнитного поля над трубопроводом (100x5) от скважины № 9 к ГЗУ-9 на Урустамак-ском месторождении. В точке Х=25 м индукция магнитного поля резко увеличивается и достигает значения В=62250 нТл. На этом месте была осуществлена шурфовка и обнаружено следующее: труба выгнута вверх на 0,8 м на расстоянии у основания 1,5 м

На рис. 3 аналогичная зависимость магнитного поля в точке с координатой Х=385 м показывает резкий переход от максимума к минимуму.

Причина такой зависимости некачественно выполненное сварное соединение, которое привело к большим напряжениям в месте соединения труб.

Результаты исследования показали, что дальнейшее развитие и применение магнитных съемок внутрипромысловых трубопроводов связано с решением задачи обработки нечеткой и скудной априорной информации.

Учет жесткости и вязкости при соударении приводит к дифференциальному уравнению движения колеблющегося тела в виде:

х+2г,х + р2х = 0, (11)

где п = —; р = , — ; с- коэффициент жесткости; к - коэффици-

2 к V т

ент вязкости.

Дифференциальное уравнение (11) решается методом Рунге-Кутта, задается массив данных, который подвергается Фурье - преобразованию. В результате появляется решение в виде амплитудно-частотной зависимости, представляющее собой теоретически рассчитанную спектральную плотность для заложенной в уравнении (11) модели. Далее приводится программа, реализующая указанный подход.

□ 62500-63000 О 62000-62500

■ 6Г500-62000

■ 67000-67500

■ 60500-6)000

■ 60000-60500

■ 55500-60000

■ 59000-53500

М 333003000(7

□ 56000-56500

■ 57500-56000 Я 57000-57500 Л 56500-57000

■ 56000-56500

■ 55500-56000

■ 55000-55500 054509-55000 054000-54500 й ¡3500-54000 ;

53000-53500

-5

Расстояние от оси трубопровода, м

Иомгр рядя

Индукция магнитного поля, нТл

Рис.1. - Пример трехмерного рельефа вариаций магнитного поля вблизи промыслового трубопровода

' -.50 400

Рис.3.

- Магнитное поле над подземной трубой (100 х 5 мм)

Очевидно, что характер колебаний должен быть затухающим Декремент колебаний определяется упругими свойствами контактирующих тел и вязкостью слоя жидкости между ними.

В пятой главе осуществлен выбор оптимальных условий виброакустических исследований. Определены основные особенное™ вибрации центробежных насосных агрегатов. Указан путь повышения эксплуатационной надежности насосного оборудования. Предложена методика виброакустической диагностики насосных агрегатов системы ППД, реализованная в виде алгоритма расчетов на ЭВМ и программного модуля. Рассмотрена задача о взаимодействии конструкции с жидкостью и для случая малых колебаний предложена оценка действия сторонних источников на основание конструкции. Показано, что вибрация труб незначительна; а для целе1 диагностики задачу о вынужденных колебаниях можно решат!: обычным способом, учитывая присоединенную массу. Установле!-дискретный характер спектральной плотности колебаний, возбужденных при соударении. Показано, что вариации магнитного полг связаны с состояние«металла трубы вблизи подземных внутрипро-мысловых металлических трубопроводов. Предложено осуществ лять высокоточную магнитную съемку внутрипромысловых металлических подземных коммуникаций с целью определения локацш дефектов.

Глава шесть работы посвящена вибрации установок электри ческих центробежных насосов. Качество функционирования электромеханических систем определяется технологическими погрешностями изготовления и сборки их элементов, а также стабильностью основных эксплуатационных параметров.

На рис. 4 приведены типичные экспериментальные результать измерения виброперемещений головки ПЭД в устье испытательно!/ скважины. Анализ экспериментальных результатов свидетельствует

о том, что виброперемещения резко уменьшаются в местах жесткого закрепления ПЭД в устье испытательной скважины. Диапазон изменения виброперемещения для ПЭД разной мощности, а также новых, после текущего и капитального ремонта составляет от нескольких мкм до 120 мкм.

Экспериментальные результаты измерения виброперемещения по вертикали приведены на рис. 5. Эксперимент заключался в вывешивании ПЭД над испытательной скважиной и измерении виброперемещения в различных точках на корпусе ПЭД. Исследовались ПЭД разной мощности и различного срока службы. За ноль отсчета по вертикали принята точка закрепления ПЭД к канату.

Анализ экспериментальных результатов свидетельствует о линейном росте виброперемещений вдоль корпуса ПЭД вблизи головки двигателя. Это обстоятельство позволяет считать, что в условиях эксплуатации УЭЦН в скважине ПЭД является мощным источником колебания.

Особенностью работы погружного электрического двигателя (ПЭД) является высокий уровень динамических нагрузок, что приводит к уменьшению надежности его работы в связи с этим возникает необходимость уменьшения его колебания. Однако до настоящего времени не разработаны требования, регламентирующие допустимый уровень виброперемещений ПЭД.

Обоснование выбора допустимого уровня вибрации и тем самым обеспечение увеличения надежности в работе ПЭД предлагается их статистической обработки результатов измерения радиального виброперемещения корпуса ПЭД. ..

В результате исследований, проведенных на стенде ПРЦЭПУ НГДУ «Туймазанефть», предложено:

1) осуществлять измерения амплитуды радиального виброперемещения корпуса в ходе работы на испытательной скважине;

2) по результатам измерения амплитуды радиального виброперемещения корпуса осуществлять выбраковку ПЭД, оцененных как "удовлетворительные" и "неудовлетворительные";

3) ПЭД, подвергнутые выбраковке не допускать к эксплуатации в скважинах;

4) забракованные ПЭД подвергнуть разборке и выяснить причины высокой вибрации.

Регламентация ПЭД по уровню радиального виброперемещения корпуса позволит увеличить эксплуатационную надежность ПЭД.

Аналогичные исследования можно провести на ПЭД в ходе приемосдаточных испытаний на заводе - изготовителе с целью усовершенствования технологии изготовления, сборки, контроля и испытания, направленных на обеспечение и повышение надежности. Такая работа была проведена на заводе АЗПЭН. Были предложены нормы оценки ПЭД; исходя из оценки можно исключить ревизию для ПЭД, оцененных как хорошие и отличные. Предложенный способ диагностики ПЭД позволяет снизить трудоемкость при испытаниях ПЭД и обеспечить надежность в эксплуатации.

Изучение факторов, влияющих на-собственные вибрационные параметры установок электрических центробежных насосов (УЭЦН) показали, что наиболее распространенным типом колебаний являются биения. Знание периода биений, геометрических параметров, меняющихся вследствие износа позволяют оценить время, в течение которого можно эффективно использовать виброакустическую диагностику при эксплуатации УЭЦН. Выход за пределы указанного промежутка времени приводит к тому, что приходится иметь дело с новым классом колебаний - нелинейными.

А, мкм

Рис.4. - Типичные зависимости виброперемещений по периметру ПЭД в устье испытательной скважины.

О - ПЭД-90; 0 - ПЭД-45. Мелкими штрихами показаны линии линейной регрессии

В первом приближении корпус ПЭД можно рассматривать как тонкостенную цилиндрическую оболочку. Это представление можно использовать для моделирования колебаний ПЭД, в частности, определить период свободных радиальных осесимметричных колебаний. Реальные конструкции обычно далеки от системы с одной степенью свободы. Однако для практических целей ряд задач по динамическому расчету может быть заменен изучением эквивалентной системы с одной степенью свободы. Такой подход с использованием результатов исследования колебаний ПЭД позволил установить, что свободные колебания происходят по гармоническому закону с линейным ростом виброперемещений вдоль корпуса ПЭД вблизи головки двигателя.

Для обсуждения результатов исследования упругого взаимодействия пяты и подпятника в погружном электрическом двигателе использовалась физическая модель. Модель предполагает, что массы взаимодействующих объектов 1 и 2 приблизительно одинаковы, и это обстоятельство позволяет представить модель как цепочку из двух одинаковых грузиков массы т, соединенных одинаковыми пружинками с жесткостью к.

Задача свелась к решению системы уравнений

которую назовем моделью № 1.

Учет нелинейности взаимодействия пяты и подпятника привел к системе уравнений (модель 2):

(12)

= -У1)3 -(у, =>>0)1

т

т

А, мкм

Рис.5. - Результаты экспериментальных исследований виброперемещения ПЭД по вертикали.

Д-ПЭД-40; О -ПЭД-45; П-ПЭД-65;

М - ПЭД-90; О - ПЭД-290 2 секции.

Мелкими штрихами показаны линии линейной регрессии

Рис.6. - Рассчитанный спектр виброперемещений подпятника

А. mi.cs

Рис.7. - Рассчитанный спектр виброперемещений пяты

Модель № 1 дает тривиальные результаты, свидетельствующие о синхронном гармоническом движении взаимодействующих объектов, что вступает в противоречие с экспериментальными данными.

На рис. 6 представлен рассчитанный Фурье-спектр колебаний пяты, который свидетельствует о многообразии колебаний, испытываемых пятой. Можно выделить следующие ярко выделенные области: субгармоники, низкочастотные (с максимумом в спектре в области 500 Гц), среднечастотные (с максимумом в области 10ОО Гц) и относительно высокочастотные (максимум в спектре приходится на 1750 Гц).

На рис. 7 приведен рассчитанный Фурье-спектр для модели № 2 (подпятника), участвующего в упругом взаимодействии. Сравнение результатов, приведенных на рис. 6 и 7, свидетельствуют о некоторых отличиях в амплитудах колебаний.

Таким образом, моделирование, основанное на применении концепции колебаний двух связанных осцилляторов, указывает на интенсивное упругое взаимодействие пяты и подпятника вала ПЭД.

Как показал анализ, одной из основных причин отказов ПЭД является выработка - износ опорной зоны радиальных подшипников ротора в магнитопроводе статора. Следствием выработки является касание ротора о статор, износ магнитопровода с выделением большого количества тепла, пробой обмотки статора и выход из строя электронасоса и капитальный ремонт ПЭД. В связи с указанным возникает необходимость оценки. усталостной долговечности ПЭД при случайном вибрационном нагружении. В основу метода оценки был положен метод, основанный на использовании мгновенной амплитуды случайного процесса нагружения. Такой подход позволил оценить вклад отдельных частотных составляющих на дол-

говечность и предложить их исключение из спектра путем совершенствования конструкции.

В шестой главе осуществлена оценка качества функционирования ПЭД. Указано на необходимость разработки нормативных документов на допустимые виброперемещения ПЭД. Показано, что ревизия, осуществляемая при изготовлении ПЭД на заводе-изготовителе неэффективна. Предложен алгоритм сравнения спектра и реализован в виде программного модуля на примере спектра ПЭД. Установлены факторы, влияющие на собственные вибрационные параметры УЭЦН. Изучены свободные колебания корпуса ПЭД в рамках модельных представлений. Показано, что в скважине ПЭД является мощным источником колебаний. Осуществлено моделирование упругого взаимодействия пяты и подпятника в ПЭД в рамках физической модели двух взаимодействующих осцилляторов. Рассмотрены продольные колебания вала ПЭД, что позволило предложить метод численного моделирования торцовых биений. Осуществлено численное моделирование спектра ударной силы в подшипниках качения. Предложен способ оценки усталостной долговечности ПЭД при случайном вибрационном.нагружении. Предложен метод оценки критической скорости подшипников скольжения, выше которой движения происходят без скачков.

Седьмая глава работы посвящена прогнозированию технического состояния насосных агрегатов. Попытка прогнозировать реальный процесс х(1) требует от нас составления прогноза для наблюдаемой функции у(0, поскольку о процессе х(1) мы судим по результатам,полученным при измерениях, т.е. по функции у(0.

Для решения поставленной задачи необходимо сформировать базу данных, которая служит для оценки эксплуатационной надежности насосного оборудования по результатам экспериментальных исследований, представляющих собой измерения виброускорения в

оговоренных точках и запись аналогового сигнала виброускорения в течение небольшого промежутка времени. База данных (БД) должна обеспечивать диалоговое взаимодействие пользователя с БД.

Система управления БД должна удовлетворять общепринятым требованиям известным из литературы.

Алгоритм диагностирования состояния механизма при его эксплуатации предполагает следующие этапы: . .

- в полосах частот, предусмотренных диагностической моделью повторно измеряют вибрации механизма в начальный период Ц через период эксплуатации Ъ измеряют уровни вибрации в тех же полосах частот Ц

- определяют разность Д!^ в единицах, указанных в диагностической модели.

Прогнозирование технического состояния осуществляют путем выделения двух основных видов алгоритмов прогнозирования:

1) алгоритм экстраполяции;

2) алгоритм статистической классификации.

Недостаток информации позволяет использовать преимущественно алгоритм экстраполяции который приобретает форму гарантированного прогноза технического состояния. Он заключается в следующем.

1. В результате контроля проведенного в интервале Ро, 1Р] получен отрезок реализации

2. Пусть

|еа)|<6(1), 1е1иР). (14)

3. Из-за наличия помех

2(0=у(У+ (15)

4. Находим у({), удовлетворяющий условию

2({)-8(1)<у(1)<2(1)+5(0, ИЬЛ]. (16)

5. Определяем границы "трубки", ограниченной функциями

f(t)=Z(t)-S(t) (снизу) (17)

и

g(t)=Z(t)+5(t) (сверху). (18)

6. Для прогнозирования процесса при t>tp выделим "наихудшие" реализации процесса.

7. Считать, что система функций {q)j(t)}j=o является системой Чебышева на интервале [О, Т].

8. Построение экстремальных полиномов Карлина Li(t) и L2(t), ограниченных на flo, tp] функциями f(t) и g(t) имеют вид

(10)

(20)

где

G(t)=yH(t),

ш-1

*(')=*„(<)+!»,(<). (21)

Коэффициент у>0 подбирается так, чтобы

тах |в(0|=1 на ад. 9. Используем частный случай: вид полинома в(0 известен -это полином Чебышева первого рода, нормированный на ^о, у. Тогда

г ( 2 t-tp-C

cos m arccos-

К-h

ч Р 0

2 f" 2 cos m arccos

(22)

(23)

/

Такое представление справедливо, если ошибка контроля не изменяется на интервале наблюдения.

Для реализации указанного алгоритма необходимо осуществить сбор данных, формирование базы данных.

Результаты измерения виброускорения в точках, оговоренных ранее сведем в таблицу.

Нахождение средних значений

■ i

«„1; ; гг,3; ; ; ; ; ; ^ ■

Нахождение средних дисперсий

^»i; \ ст„5; стп7; ä„g.

Для ряда ani=f(t) по экспериментальным результатам построить временной ряд и аппроксимировать его некоторой функцией

и«.

То же самое, что в предыдущем пункте проделать для рядов

{аП2}, {аПз}, {аП4>, {а„5}, {аПб}, {ап?}, {ап8}. Найти точки пересечения временных рядов fi(t)=ani(i=1, ..., 8) с асимптотической функцией (допустимые значения Ьш) bni задается ЬП|±2стьп-

Опустить перпендикуляр с точек пересечения f|(t) с bni и найти

Atni=tn1-ti', Atn2=tn2-t2', где tni время последнего измерения. Аналогично для

At„3=tn3-t3\ Atn4=tn4-t4',

Л^Ипв-У-

Из ряда {А^,} (¡=1, 2,..., 8, п=1.....) выбрать минимальный член

ряда и его рассматривать как время, в течение которого механизм будет функционировать до выхода из строя при неизменной технологии.

Аналогичный подход разработан для случая прогнозирования эксплуатационной надежности насосного агрегата по результатам

дискретного виброконтроля с учетом погрешности измерения. В диссертации приводятся программы для ЭВМ, реализующие указанные подходы.

Таким образом, прогнозирование эксплуатационной надежности насосных агрегатов можно осуществлять путём формирования базы данных, полученных в результате вибрационных исследований с учетом погрешностей измерения. Этот подход рассматривается как вид измерительного контроля.

Основные выводы и рекомендации •

1. На базе обобщения теории и практики эксплуатации нефтепромыслового оборудования, а также проведенных исследований обоснована и реализована система дискретного контроля вибрации, позволяющая оперативно определять места расположения, а также оценивать степень опасности дефектов насосных агрегатов.

Показано, что измерительный контроль вибрации насосных агрегатов с привлечением современных методов математической статистики позволяет учитывать вероятные изменения в динамике и предотвращать отказы оборудования.

2. Исследования механических колебаний насосных агрегатов обсуждаются в рамках современной теории нелинейных колебаний, предполагающей существование одиночных, а также перекрывающихся и неперекрывающихся потоков импульсов, что позволило сформировать компактные множества и развить эвристический подход к оценке технического состояния исследованных систем, ввести понятие качества функционирования и предложить на этой эснове критерий эффективной и надежной эксплуатации наземных насосных агрегатов, погружных электрических двигателей.

3. Созданы методологические основы для получения информации о техническом состоянии нефтепромыслового оборудования лз временной и частотной реализации колебаний и вариаций магнитного поля вблизи подземного внутрипромыслового металличе-;кого трубопровода, что является базой для определения места эасположения дефектов и инженерно-технических решений по их устранению и обеспечению безопасной эксплуатации.

4. Осуществлена адаптация диагностических моделей к про-зеденным исследованиям путем использования параметрических эценок технического состояния системы,как при квазидетерминиро-занной, так и при статистической связи со структурными парамет-

рами, что позволило расширить представление о техническом состоянии оборудования и на этой базе предложить эффективные алгоритмы обработки измерительной информации.

5. Предложен способ диагностирования и оценки технического состояния ПЭД в ходе приемо-сдаточных испытаний на заводе -изготовителе, позволяющий снизить трудоемкость и обеспечить надежность в эксплуатации, уменьшить затраты потребителя на текущий и капитальный ремонты.

6. Предложен алгоритм оценки эффективности инженерно-технических мероприятий по улучшению качества продукции по результатам измерения вибрации путем использования эвристической классификации при отсутствии априорно заданных областей качества.

Основное содержание диссертации отражено в следующих научных

трудах:

1. Галлямов И.И., Каплан Л.С. Изучение вибрации погружны) электродвигателей. //ЭИ. Машины и нефтяное оборудование. - М.: ВНИИОЭНГ. 1984. - №2. - С.10-12.

2. Галлямов И.И., Каплан Л.С. Об использовании сейсмических приемников для измерения амплитуды низкочастотной вибрации //ЭИ. Машины и нефтяное оборудование. - М.: ВНИИОЭНГ. 1985,-№2.-С. 12-14.

3. Галлямов И.И., Каплан Л.С., Мукимов Р.Н. Факторы, влияющие на собственные вибрационные параметры УЭЦН. // ЭИ. Нефтепромысловое дело. - М.: ВНИИОЭНГ. 1987. - №5. - С. 18-21.

4. Архипенко А.Ю., Галлямов И,И. Метод обработки результатов измерения вибрации. // ЭИ. Автоматизация и телемеханизация в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1987. - №8. - С. 14-15.

5. Галлямов И.И., Крылова Г.И. Алгоритм оценки эффективности технического мероприятия по улучшению качества продукции. Ч Автоматизация и телемеханизация в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1988. - №12. - С. 12-14.

6. Галлямов И.И., Козлов Р.И. Метод диагностики погружного электродвигателя в ходе приемо-сдаточных испытаний. // ЭИ. Автоматизация и телемеханизация в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1988. - №6. - С. 13-15.

7. Галлямов И.И., Крылова Г.И. Автоматизированная вибро-циагностика центробежных насосов. // НТС. Научно-производственные достижения в нефтяной промышленности в условиях хозяйствования. -М.: ВНИИОЭНГ. 1989. - №8. - С. 15-16.

8. Галлямов И.И., Сулейманов Р.Н. Метод вибродиагностики насосных агрегатов для закачки воды в пласт. И ЭИ. Автоматизация з нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1990.- №4. - С.4-10.

9. Галлямов И.И., Хузина Л.Б. Об одном способе получения априорной информации. Труды 9-й Межвузовской школы-семинара Методы и средства технической диагностики' г. Ивано-Франковск 1990 г., с. 55-58.

10. Галлямов И.И., Сулейманов Р.Н. Вибродиагностика агре-атов насос-двигатель системы ПГЩ. Труды 9-й Межвузовской шко-1ы-семинара "Методы и средства технической диагностики" г. Ива-ю-Франковск 1990 г., с. 51-55.

11. Галлямов И.И., Сулейманов Р.Н., Ханнанов М.Г. Об од-юм пути повышения эксплуатационной надежности насосного обо-)удования. //ИС, Научно-технические достижения и передовой опыт, зекомендованный для внедрения в нефтяной промышленности. -Л.: ВНИИОЭНГ. 1991.-№11.-С. 25-26.

12. Галлямов И.И., Зайдуллин А.И. Прогнозирование эксплуатационной надежности насосного агрегата по результатам дискретного виброконтроля. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1993. - №9. -С. 7-9.

13. Галлямов И.И., Зайдуллин А.И. О дискретном характере спектральной плотности колебаний, возбужденных при соударении. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1994. - №6-7. - С. 20-21.

14. Галлямов И.И., Зайдуллин А.И. Прогнозирование эксплуатационной надежности насосного агрегата по результатам дискретного виброконтроля путем построения интерполяционно-экстраполяционной кривой с учетом погрешности измерения. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1994. - №8. - С. 26-27;

15. Галлямов И.И. Оценка длительности ударного импульса в виброакустической диагностике насосных агрегатов. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. -М.: ВНИИОЭНГ. 1994. - №9-10. - С. 25-27.

16. Галлямов И.И. Оценка критической скорости подшипников скольжения. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1995. - №11-12. - С. 12-13.

17. Галлямов И.И. идентификация субгармонических колебаний в виброакустической диагностике насосных агрегатов. II НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1996. - №3-4. - С. 14-16.

18. Галлямов И.И. Численное моделирование спектра ударной силы в подшипниках качения. // НТЖ Автоматизация, телемеха-

шация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1996. - №5.-С. 8-9.

19. Галлямов И.И. Статистическое оценивание качества ПЭД зазного срока службы. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и :вязь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1996. -№ 6-7. •С. 9-11.

20. Галлямов И.И. Построение оптимального спектра вибра-4ии машины по результатам вибрационных исследований. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. -М.: ВНИИОЭНГ. 1996. - №11. С. 10-13.

21. Галлямов И.И. Численное моделирование реакций опоры 1 спектра вибрации с помощью модели - ротора Джеффкотта. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - м.: ВНИИОЭНГ. 1996. - №12. - С. 2-4.

22. Галлямов И.И. Оценка усталостной долговечности ПЭД при случайном вибрационном нагружении. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1997. - №5-6. - С. 6-9.

23. Галлямов И.И., Зайдуллин А.И. Моделирование упругого ззаимодействия пяты и подпятника в погружном электрическом дви--ателе. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1997. - №9-10. - С. 10-13.

24. Галлямов И.И., Крылова Г.И., Козлов Р.И. Вибродиагно-лжа погружных электрических двигателей в ходе приемосдаточных испытаний. //Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции Ивано-Франковск "Методы и средства виброакустиче-:кой диагностики машин". 1988. с. 121-123.

25. Хузина Л.Б., Галлямов И.И. использование метода конечных элементов при идентификации динамических систем. //Тезисы

докладов XXI - научно-технической конференции молодых ученых и специалистов Татнипинефть Бугульма, 1990 г., с. 59.

26. Сулейманов Р.Н., Галлямов И.И., Крылова Г.И. Обработка и анализ результатов измерений виброускорения по базе сравнения на насосных агрегатах ППД./Лезисы докладов XXI - научно-технической конференции молодых ученых и специалистов Татнипинефть Бугульма, 1990 г., с. 63.

27. Галлямов И.И., Зайдуллин А.И. Прогнозирование эксплуатационной надежности насосного агрегата по результатам дискретного виброконтроля путем построения интерполяционно-зкстраполяционной кривой с учетом погрешности измере-ния.//Тезисы докладов XII Международной межвузовской школы-семинара "Методы и средства технической диагностики" Ивано-Франковск, 1995 г., с. 29-32.

28. Галлямов И.И., Зайдуллин А.И. О дискретном характере спектральной плотности, возбужденных при соударении.//Тезисы докладов XII Международной межвузовской школы-семинара "Методы и средства технической диагностики" Ивано-Франковск, 1995 г., с. 54-58.

29. Галлямов И.И. Идентификация субгармонических колебаний в виброакустической диагностике насосных агрегатов.//Сборник материалов XIII Международной, межвузовской школы-семинара "Методы и средства технической диагностики" Йошкар-Ола, 1996 г., с. 42-44.

30. Галлямов И.И., Зайдуллин А.И., Ишемгужин Е.И. Об одной физической модели для диагностирования упругого взаимодействия твердых тел.// Сборник материалов XIV Международной, межвузовской школы-семинара Методы средства технической диагностики" Ивано-Франковск, 1997 г., с. 55г59.

31. Галлямов И.И., Крылова Г.И. Алгоритм сравнения спектров вибрации. //Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "Современное состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в энергостроении" Иваново, 1989 г., с. 117.

32. Каплан Л.С., Галлямов И.И., Габитов Г.К.. Изучение вибрации погружных электродвигателей (ПЭД). // ЭИ. Серия Машины и нефтяное оборудование. - М.: ВНИИОЭНГ. 1984. - 2 выпуск. - С. 1214.

33. Каплан Л.С., Галлямов И.И., Габитов Г.К. О вибрации ПЭД. // Тезисы докладов на научно-технической конференции по проблемам нефти и газа. Уфа, 1984 г., с. 14.

34. Галлямов И.И. Оптимизиция спектра вибрации методами оптимального управления. II НТЖ. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: . ВНИИОЭНГ. 1998. - №3-4. - С. 9-10.

35. Галлямов И.И. Влияние колебаний напряжения и тока питания на магнитные вибрации ЭД насосных агрегатов. // В материалах ХУ Международной межвузовской школы-семинара "Методы и средства технической диагностики" июнь, 1998 г., Йошкар-Ола. с. 52-56.

36. Галлямов И.И. Свободные колебания ПЭД // НТЖ. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ. 1998, - № 5-6. - С. 20-22.

37. Галлямов И.И., Петров Н.И. Динамика вращательного движения. // Уфа, УНИ, 1984 г. - 24 с.

38. Галлямов И.И., Сулейманов Р.Н. Математическое моделирование физических процессов. // Уфа, УНИ, 1991 г. -18 с.

39. Галлямов И.И., Зайдуллин А.И. Микромагнитная съемка -перспективный метод контроля и диагностирования подземных трубопроводов. // В материалах регионального научно-

практического семинара "Современные технологические процессы в нефтедобыче" октябрь 1998 г., г. Октябрьский, с. 162-167.

40. Галлямов И.И. Временная инструкция по контролю и техническому диагностированию трубопроводов с использованием микромагнитных съемок, г. Октябрьский 1998 г. -7с.

41. Галлямов И.И. Взаимодействие конструкции с жидкостью. // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ, 1998. - № 11-12. - С. 10-11.

42. Галлямов И.И. Роль продольных колебаний вала ПЭД в виброакустической диагностике УЭЦН // НТЖ. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ, 1999, - № 1-2, - С. 16-17.

43. Галлямов И.И., Ишемгужин Е.И. Параметрические оценки систем в технической диагностике: Учебное пособие. - Уфа: Изд. Уфимс. гос. нефт. техн. ун-та, 1998. -110 с.

44. Галлямов И.И., Ишемгужин Е.И. Словарь - справочник по технической диагностике: Учебное пособие. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999.-96 С.

45. Галлямов И.И. Определение переменной силы, передаваемой на фундамент машины с неуравновешенным ротором // В материалах XVI Международной, межвузовской школы-семинара "Методы и средства технической диагностики", сентябрь, 1999г., Ивано-Франковск, с. 36 - 40.

46. Галлямов И.И. Перспективы магнитной съемки для целей контроля технического состояния и экспертизы внутрипромысловых трубопроводов. В материалах республиканской научно-практической конференции "Состояние и перспективы использования геофизических методов для решения актуальных задач поисков, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых", август, 1999г., Октябрьский, с. 414-417.

47. Галлямов

И.И.

Повышение

надежности

ефтепромыслового оборудования на стадии эксплуатации. - Уфа: зд-во УГНТУ, 1999. - 206 с.

48. Галлямов И.И. Феномен старения и оценка его влияния а динамику ПЭД //НТЖ. Автоматизация, телемеханизация и связь в ефтяной промышленности. - М.: ВНИИОЭНГ, 1999. - № 8-9. - С.9-0.

49. Галлямов И.И. Моделирование возникновения и аспространения колебаний солитонного типа в механических истемах // НТЖ. Автоматизация, телемеханизация и связь в ефтяной промышлености. - М.:. ВНИИОЭНГ, 1999. - № 10-11. - С. 7-18.

Соискатель

И.И.Галлямов

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ

НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

1Л. Функциональная схема и функции ее подсистем

1.2. Датчики диагностической информации

1.3. Пьезоэлектрический вибропреобразователь

1.4. Общая формальная модель вибрационных исследований

1.5. Сбор данных

1.6. Структура и состав математического обеспечения обработки вибрационных измерений

1.7. Использование систем сбора и обработки информации производственного характера для вибродиагностики машин

1.8. Определение метрологических требований к ТСД

ГЛАВА II. ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ К МЕХАНИЧЕСКИМ СИСТЕМАМ

2.1. Предварительные замечания

2.2. Структурно-следственная модель и ее использование для диагностики насосных агрегатов

2.3. Динамическая модель

2.4. Регрессионная модель

2.5. Квазидетерминированная диагностическая модель насосного агрегата ППД

2.6. Идентификация стационарной случайной вибрации и критерии ее устойчивости

2.7. Потеря устойчивости колебаний насосного агрегата как диагностический признак

2.8. Неустойчивость при действии сил сухого трения

2.9. Критические состояния вращающихся валов и роторов

2.10. Распознавание и классификация аварийных ситуаций

ГЛАВА III. ВЕРОЯТНОСТНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА СИГНАЛОВ

3.1. Общая характеристика сигнала

3.2. Математическое описание случайных колебаний

3.3. Импульсные случайные процессы и их статистические характеристики

3.4. Временная реализация

3.5. Некоторые особенности спектра

3.6. Замечания по поводу уширения спектральной плотности по мере сокращения длительности импульса

3.7. Разложение произвольного сигнала в ряд Котельникова

ГЛАВА IV. ОБРАБОТКА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

4.1. Частотная, временная селекция виброакустического сигнала и его нормирование

4.2. Оптимизация параметров в виброакустической диагностике

4.3. Статистические характеристики вибрации

4.4. Построение оптимального спектра вибрации машин по результатам вибрационных исследований

ГЛАВА V. ПРОМЫСЛОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

5.1. Выбор оптимальных условий виброакустических исследований на производстве

5.2. Вибрационные исследования

5.3. Основные особенности шума и вибрации центробежных насосов

5.4. Об одном пути повышения эксплуатационной надежности насосного оборудования

5.5. Методика виброакустической диагностики насосных агрегатов системы ППД

5.6. Взаимодействие конструкции с жидкостью

5.7. Вибрация труб

5.8. Идентификация субгармонических колебаний в виброакустческой диагностике насосных агрегатов

5.9. О дискретном характере спектральной плотности колебаний, возбужденных при соударении

5.10. Магнитометрия подземных трубопроводов

ГЛАВА VI. СТЕНДОВЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

6.1. Качество функционирования УЭЦН

6.2. О необходимости нормы на допустимые виброперемещения корпуса ПЭД

6.3. Об одном методе диагностики погружного электродвигателя в ходе приемо-сдаточных испытаний

6.4. Алгоритм сравнения спектров вибрации

6.5. Факторы, влияющие на собственные вибрационные параметры УЭЦН

6.6. Свободные колебания тонкостенного цилиндра

6.7. Моделирование упругого взаимодействия пяты и подпятника в погружном электрическом двигателе

6.8. Численное моделирование спектра ударной силы в подшипниках качения

6.9. Оценка критической скорости подшипников скольжения

6.10. Оценка усталостной долговечности ПЭД при случайном вибрационном нагружении

ГЛАВА VII. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ

7.1. Формирование база данных для обеспечения эксплуатационной надежности насосного оборудования

7.2. Алгоритм диагностирования состояния механизма при его эксплуатации

7.3. Статистические методы прогнозирования эксплуатационной надежности в виброакустической диагностике

7.4. Прогнозирование технического состояния

7.5. Алгоритм гарантированного прогноза технического состояния

7.6. Сбор данных, формирование базы данных

7.7. Прогнозирование эксплуатационной надежности насосного агрегата по результатам дискретного виброконтроля с учетом погрешности измерения ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЯ

В решении проблемы технического уровня и качества нефтяного оборудования важное значение приобретают методы и средства виброакустического функционального диагностирования механических систем. Виброакустическое функциональное диагностирование обладает рядом преимуществ перед другими видами диагностирования. Они заключаются в «безразборности», выявлении дефектов в ходе эксплуатации, сборки, монтажа и балансировки.

Виброакустическая диагностика может быть осуществлена путем решения ряда задач.

Повышение экономичности и надежности современного нефтяного оборудования, с одной стороны, приводит к необходимости эксплуатации его в условиях, близких к предельным, а с другой стороны - требует достаточно точного знания состояния машин, их эксплуатационной надежности с целью своевременного определения критических ситуаций и преждевременного, часто аварийного выхода из строя, сопровождающегося разрушением отдельных элементов конструкции. Поэтому важной научно-технической проблемой является разработка методов технической диагностики, позволяющих оценивать состояние машин при их эксплуатации.

При эксплуатации изделия происходит снижение его функциональных характеристик, которые обусловлены износом пар трения, коррозией, деформацией, развитием трещин. Для поддержания его функциональных параметров в допустимых пределах необходимо контролировать состояние элементов конструкции. Физическим методом, позволяющим осуществлять решение этой задачи является метод измерения вибрации с последующей обработкой вибросигнала и заключением о состоянии элементов конструкции — виброакустическая диагностика [1, 6, 30, 41, 43, 52, 54, 175, 178, 233, 265].

Диагностическая информация позволяет определять стратегию технического обслуживания и ремонта, устанавливать виды, объем и периодичность ремонтных работ [5, 17, 24, 26, 29, 83, 96, 97, 108], а также осуществлять доводку [120] эксплуатируемых машин.

Наряду с дисбалансом роторов имеются множество причин, вызывающих колебания машин, например, погрешности сцепления, несоосность, неисправные подшипники качения, неисправные передачи, дефектные приводные ремни, соседние машины.

В виброакустической диагностике перед исследователем возникает задача: на основе данных, полученных на конечном интервале времени, сформировать максимально достоверное представление об исходном образе, с которым связаны эти данные. Оценка спектра по данным конечной протяженности принадлежит к указанной задаче. Качество и достоверность оценки спектра оказывают решающее влияние на формирование наших представлений об исходном образе. Бурное развитие вычислительной техники расширило сферы приложения спектральных методов и обработки информации, сформулировав направление цифрового спектрального анализа [18, 37, 86, 89, 101, 154, 176].

Обсуждение результатов ведется в рамках концепции параметрических оценок систем и сигналов. Интерес к этой области исследований велик, о чем свидетельствуют работы [135, 271, 273, 277, 279].

В связи с указанным возникла задача: на основе данных, полученных на конечном интервале времени, сформировать достоверное представление о техническом состоянии нефтепромыслового оборудования, путем решения отдельных частных задач, на основе которых можно указать место расположения дефекта и принять меры по предотвращению отказов.

Результаты проведенных исследований и разработок, представленные в работе, способствуют повышению эффективности и технологической безопасности оборудования, что является решением важной народнохозяйственной и социальной задачи.

Работа выполнена в соответствии с комплексными научно-техническими планами научно-исследовательских работ объединений "Татнефть", "Баш-нефть", "Когалымнефть" и Альметьевского завода погружных электрических насосов, входящих в состав министерства топлива и энергетики России, а также в соответствии с федеральной целевой программой "Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 1997-2000 гг.", Решения Совета ФЦП от 26.07.97, 11.03.98, 23.04.99.

Цель работы. Определение (локация) дефектов и прогнозирование их развития на примере нефтепромыслового оборудования методами исследования вибрации и магнитной съемки трубопроводных коммуникаций.

Задачи исследований.

1. Анализ причин отказов насосных агрегатов и установок электрических центробежных насосов при эксплуатации.

2. Изучение нелинейных характеристик механических колебаний при эксплуатации насосных агрегатов и установок электрических центробежных насосов.

3. Локация дефектов, разработка методов прогнозирования безотказной работы насосных агрегатов, установок электрических центробежных насосов и подземных трубопроводов, позволяющих регламентировать виды и сроки ремонта.

4. Адаптация диагностических моделей к проводимым исследованиям с целью использования параметрических данных, позволяющих оценить техническое состояние системы как при квазидетерминированной, так и при стохастической связи спектральных составляющих вибрации со структурными параметрами механизма.

5. Разработка метода контроля и оценки технического состояния погружных электрических двигателей в ходе приемо-сдаточных испытаний на за-во де-изготовителе.

6. Разработка мер по улучшению качества продукции, основанные на анализе ее динамики и параметрических оценок.

Научная новизна.

1. Разработаны системы локации дефектов; обеспечения безотказной эксплуатации насосных агрегатов; установок электрических центробежных насосов и внутрипромысловых, подземных, металлических трубопроводов; базирующиеся на результатах контроля и своевременного устранения дефектов, обнаруженных при исследовании колебаний нефтепромыслового оборудования как при испытаниях на стенде, так и при эксплуатации; а также магнитной съемке трубопроводов.

2. Выявлены основные нелинейные закономерности механических колебаний при эксплуатации оборудования, указаны его возможные неисправности и их влияние на спектр вибрации.

3. Разработан метод прогнозирования отказов насосных агрегатов, основанный на алгоритме эвристической классификации диагностических признаков полученных в результате вибрационных исследований при эксплуатации.

4. Разработана общая формальная модель вибрационных исследований; определен оптимальный выбор методов сбора и обработки результатов наблюдений; сформулированы требования к структуре и составу математического обеспечения и параметрических оценок, базирующиеся на методах математической статистики.

5. Разработан подход и построена многофакторная модель зависимости функции отклика системы от параметров технического состояния, основанная на определении качества функционирования.

6. Определены информационные возможности виброакустических сигналов механических систем путем анализа временной и частотной реализации, использования концепции последовательности импульсов двух типов и разложения сигнала в ряд Котельникова.

7. Разработаны оптимальные методики локации дефектов методами исследований вибрации на насосных агрегатах и вариаций магнитного поля вблизи подземных, металлических трубопроводных коммуникаций и их цифровая идентификация.

Основные защищаемые положения

1. Система функциональной виброакустической и магнитной диагностики и функции ее подсистем в составе информационно-измерительного комплекса.

2. Метод обеспечения безотказной эксплуатации насосных агрегатов и подземных трубопроводов, основанный на периодическом измерении параметров вибрации, вариаций индукции магнитного поля и оценке остаточного ресурса.

3. Результаты теоретических, лабораторных и стендовых исследований по обоснованию предложенных методов вибро- и магнитной локации дефектов.

Практическая ценность

1. Создана методологическая база для реализации системы обеспечения работоспособности насосных агрегатов, позволяющая оперативно прогнозировать и предотвращать отказы, вызванные повышенной вибрацией.

Результаты работы включены в методику контроля ПЭД на испытательной станции и метод виброакустической диагностики насосных агрегатов для закачки воды в пласт.

2. Разработанная методика позволяет осуществить локацию, установить степень опасности, предложить мероприятия по устранению дефектов на основе принятия научно обоснованных инженерно-технических решений. Результаты работы включены во временную инструкцию по магнитной съемке внутри-промысловых, подземных, металлических трубопроводов.

3. Разработаны и внедрены: временная инструкция по магнитной съемке подземных, внутрипромысловых, металлических трубопроводов; методика контроля ПЭД на испытательной станции; методика двухуровневой системы вибрационного контроля наземных насосных агрегатов.

Предложенные методы позволяют оперативно ликвидировать опасность распространения дефектов, путем своевременного обнаружения и проведения и ремонтных работ и тем самым обеспечить оптимальную эксплуатацию нефтепромыслового оборудования и внутрипромысловых, металлических, подземных коммуникаций.

4. Результаты научных исследований используются в учебном процессе при обучении студентов, аспирантов и слушателей ФПК.

Апробация работы

Результаты работы докладывались в 1984-1999 гг. на международных, всесоюзных, всероссийских конференциях, посвященных проблемам методов и средств технической диагностики машин, в том числе:

- Научно-техническая конференция по проблемам нефти и газа, (ноябрь 1984 г., Уфа);

- Всесоюзной научно-практической конференции "Методы и средства виброакустической диагностики машин" (октябрь 1988 г., Ивано-Франковск);

- Всесоюзная научно-техническая конференция "Современное состояние, проблемы и перспективы энергетики и технологии в энергостроении" (май 1989 г., Иваново);

- XXI научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов Татнипинефть (октябрь 1990 г., Бугульма);

- IX Межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (октябрь 1990 г., Ивано-Франковск);

- XII Международная межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (октябрь 1995г., Ивано-Франковск);

- XIII Международная межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (июнь 1996 г., Йошкар-Ола);

- XIV Международная межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (октябрь 1997г., Ивано-Франковск);

- XV Международная межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (июнь 1998 г., Йошкар-Ола).

- Региональный научно-практический семинар "Современные технологические процессы в нефтегазодобыче" (октябрь 1998г., Октябрьский);

12

- Республиканская научно-практическая конференция "Состояние и перспективы использования геофизических методов для решения актуальных задач поисков, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых" (август 1999г., Октябрьский);

- XVI Международная межвузовская школа-семинар "Методы и средства технической диагностики" (сентябрь 1999 г., Ивано-Франковск).

Публикации

По материалам диссертации автором опубликовано 49 работ.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, основных выводов, списка литературы из 279 наименований; содержит 283 страницы машинописного текста, 50 рисунков, 22 таблицы, приложений.

Основные выводы и рекомендации

1. На базе обобщения теории и практики эксплуатации нефтепромыслового оборудования, а также проведенных исследований обоснована и реализована система дискретного контроля вибрации, позволяющая оперативно определять места расположения, а также оценивать степень опасности дефектов насосных агрегатов.

Показано, что измерительный контроль вибрации насосных агрегатов с привлечением современных методов математической статистики позволяет учитывать вероятные изменения в динамике и предотвращать отказы оборудования.

2. Исследования механических колебаний насосных агрегатов обсуждаются в рамках современной теории нелинейных колебаний, предполагающей существование одиночных, а также перекрывающихся и неперекрывающихся потоков импульсов, что позволило сформировать компактные множества и развить эвристический подход к оценке технического состояния исследованных систем, ввести понятие качества функционирования и предложить на этой основе критерий эффективной и надежной эксплуатации наземных насосных агрегатов, погружных электрических двигателей.

3. Созданы методологические основы для получения информации о техническом состоянии нефтепромыслового оборудования из временной и частотной реализации колебаний и вариаций магнитного поля вблизи подземного, внутрипромыслового, металлического трубопровода, что является базой для определения места расположения дефектов и инженерно технических решений по их устранению и обеспечению безопасной эксплуатации.

4. Осуществлена адаптация диагностических моделей к проведенным исследованиям путем использования параметрических оценок технического состояния системы как при квазидетерминиро-ванной, так и при статистической связи со структурными парамет

234 рами, что позволило расширить представление о техническом состоянии оборудования и на этой базе предложить эффективные алгоритмы обработки измерительной информации.

5. Предложен способ диагностирования и оценки технического состояния ПЭД в ходе приемо-сдаточных испытаний на заводе -изготовителе, позволяющий снизить трудоемкость и обеспечить надежность в эксплуатации, уменьшить затраты потребителя на текущий и капитальный ремонты.

6. Предложен алгоритм оценки эффективности инженерно-технических мероприятий по улучшению качества продукции по результатам измерения вибрации, путем использования эвристической классификации при отсутствии априорно заданных областей качества.

1. Абрамов О.В., Розенбаум А.Н. Прогнозирование состояния технических систем - M.: Наука, 1990. - 126 с.

2. Абрикосов A.A. Основы теории металлов. М.: Наука, 1987. - 520 с.

3. Акустическая и вибрационная техника. Каталог приборов фирмы «Роботрон» Дрезден: Роботрон Мееэлектроник 1986. - 48 с.

4. Андронов A.A., Витт A.A., Хайкин С.Э. Теория колебаний М.: Наука, 1982.-915 с.

5. Алгоритмы автоматизированного аналитического исследования колебаний машин. Аугустайтис В.В. «Вибротехника» Вильнюс, 1987, №4/57, с 23 -31.

6. Алиев Т.А. Экспериментальный анализ. М.: Машиностроение, 1991. -272 с.

7. Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю.И., Генкин М.Д. Введение в акустическую динамику машин. М.: Наука, 1979. - 296 с.

8. Адаптивные системы сбора и передачи аналоговой информации. Основы теории /А.Н. Дядюнов, O.A. Онищенко, А.И. Сенин. М.: Машиностроение, 1988. -288 с.

9. Авакян В.А. Диагностика источников вибрации машин с учетом амплитудной модуляции Электротехника, 1978, №2, с.58-61.

10. Александров В.В., Тимохин В.И., Экало A.B. и др. Применение методов распознавания образов при анализе сложных сигналов. М.: Наука 1978. -218 с.

11. Автоматизированное рабочее место для статистической обработки данных /В.В. Шураков, Д.М. Даитбегов, C.B. Мизрохи, C.B. Ясеновский. М.: Финансы и статистика, 1990. - 190 с.

12. Автоматизированный расчет колебаний машин /В.-К.В. Аугустайтис, Г.-П.К. Мозура, К.Ф. Сливнискас, Э.-Э.Р. Ставяцкене; Под ред. K.M. Рагульскиса. Л.: Машиностроение. 1988. - 104 с.

13. Альбеверио С., Фенстад И., Хеэг-Крон Р., Линдстрем Т. Нестандартные методы в стохастическом анализе и математической физике. М.: Мир, 1990.-616 с.

14. Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. М.: Мир, 1979. - 260 с.

15. Асимптотический анализ распределения случайных процессов / Отв. ред. A.A. Боровков Новосибирск: Наука, 1989. - 195 с.

16. Балицкий Ф.Я., Иванова М.А., Соколова А.Г. и др. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов. М.: Наука, 1984. - 119 с.

17. Барзилович Е.Ю. Модели технического обслуживания сложных систем. -М.: Высшая школа, 1982. 231 с.

18. Блейхут Р. Быстрые алгоритмы цифровой обработки сигналов: М.: Мир, 1989.-448 с.

19. Битти Р. Выявление особенностей радиальных колебаний ротора при его задевании за корпус. Конструирование и технология машиностроения 1985, №2, с.1-11.

20. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: М.: Мир, 1989.-540 с.

21. Болотин В.В. Случайные колебания упругих систем. М.: Наука, 1979. -335 с.

22. Бахтиаров Г.Д., Малинин В.В., Школин В.П. Аналого-цифровые преобразователи. М.: Сов. Радио, 1980. 280 с.

23. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. М., Наука. 1980. 408 с.

24. Бабаев С.Г. Надежность нефтепромыслового оборудования. М.: Недра, 1987.-264 с.

25. Бабицкий В.И., Крупенин В.Л. Колебания в сильно нелинейных системах: Нелинейности порогового типа. М.: Наука. 1985. - 320 с.

26. Борьба с шумом на производстве: Под общ. ред. Е.Я. Юдина М.: Машиностроение, 1985. - 400 с.

27. Богданов A.A. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти М.: Недра, 1968. 272 с.

28. Блехман И.И. Что может вибрация?: О «вибрационной механике» и вибрационной технике. М.: 1988. - 208 с.

29. Байхельт Ф., Франкен П. Надежность и техническое обслуживание. Математический подход: М.: Наука. 1988. - 208 с.

30. Бирбраер А.Н., Шульман С.Г. Прочность и надежность конструкций АЭС при особых динамических воздействиях. М.: Энергоатомиздат, 1989. -304 с.

31. Баранов В.М. Акустические измерения в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 320 с.

32. Белкин А.Р., Левин М.Ш. Принятие решений: комбинаторные модели аппроксимации информации. М.: Наука. 1990. 160 с.

33. Бабаков А.Р. Теория колебаний М.: Наука. 1968. 560 с.

34. Бондарь Н.Г. Нелинейные колебания, возбуждаемые импульсами. Киев-Донецк, «Вища школа», 1978 216 с.

35. Бриллинджер Д.Р. Временные ряды. Обработка данных и теория. М.: Мир, 1980.-536 с.

36. Бабайлов Э.П. Осесимметричные колебания цилиндрической оболочки конечной длины с учетом реакции среды внутри ее.//Акустический журнал, 1994, Т.40. №1, с. 17-24.

37. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высш. шк., 1988. -448 с.

38. Болотин В.В. Случайные колебания упругих систем. М.: Наука, 1979. -336 с.

39. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1984. - 312 с.

40. Банди Б. Методы оптимизации М.: Радио и связь, 1988 - 126 с.

41. Бидерман В.Л. Прикладная теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1972.-408 с.

42. Браун С., Датнер Б. Анализ вибраций роликовых и шариковых подшипников. Конструирование и технология машиностроения, 1979, т.101, №1, с.65-72.

43. Баранов В.М. Неразрушающий контроль элементов физико-энергетических установок. М.: Изд. МИФИ, 1982. - 88 с.

44. Бернблит М.В. Интегральный метод расчета акустического излучения сложных колебательных систем в жидкости.// Акуст. журн. 1991. Т 37. № 6, с. 1075-1081.

45. Берман А.Ф. Формализация эмпирического смысла процесса отказа универсальных механических систем. // Проблемы машиностроения и надежности машин. № 3, 1994 г., с 89-95.

46. Бирбраер А.Н., Шульман С.Г. Прочность и надежность конструкции АЭС при особых динамических воздействиях. М.: Энергоатомиздат, 1989. -304 с.

47. Боголюбов H.H., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1974. - 503 с.

48. Бутенин Н.В., Неймарк Ю.И., Фуфаев H.A. Введение в теорию нелинейных колебаний. М.: Наука, 1976. - 384 с.

49. Васильев В.И. Проблема обучения распознаванию образов: Принципы, алгоритмы, реализации. Киев: Вища шк., 1989. - 63 с.

50. Вайнштейн Л.А., Вакман Д.Е. Разделение частот в теории колебаний и волн. М.: Наука, 1983. - 288 с.

51. Вибрация элементов оборудования ЯЭУ /У.Д. Федорович, Б.С. Фокин, А.Ф. Аксельрод, E.H. Гольдберг М.: Энергоатомиздат, 1989. - 168 с.

52. Виглеб Г. Датчики: Мир, М.: 1989. - 196 с.

53. Вибрации в технике. Справочник В 6-ти Т. Т.1. Колебания линейных систем /под ред. В.В. Болотина, 1978. 352 с.

54. Выявление экспертных знаний. Процедуры и реализации /О.И. Ларичев, А.И. Мечитов, Е.М. Мошкович, Е.М. Фуремс. М.: Наука, 1989. 128 с.

55. Вибрации трубопроводов электрических станций и методы их устранения Сб. /Под ред. A.A. Самарина. -М.: Энергоатомиздат, 1992. 160 с.

56. Вибрационное старение /K.M. Рагульскис, Б.Б. Стульпинас, К.Б. Толутис. -Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1987. 72 с.

57. Вибронадежность элементов оборудования в энергомашиностроении /H.A. Махутов, С.М. Каплунов, Л.В. Прусс и др. / Машиноведение, 1982 .№ 2 с. 68-77.

58. Вибрации и шум электрических машин малой мощности /Л.В. Волков, Р.Н. Ковалев, Г.Н. Никифорова и др. Л.: Энергия, 1979. - 205 с.

59. Вибрация энергетических машин / Под ред. Н.В. Григорьева. М.: Машиностроение, 1974. - 464 с.

60. Вульфсон И.И. Виброактивнсоть приводов машин разветвленной и кольцевой структуры. Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 104 с.

61. Вульфсон И.И. Оптимизация параметров колебательных систем цикловых механизмов с учетом зазоров // Проблемы машиностроения и надежности машин. №3, 1994. С.9-16.

62. Гаев Г.П., Смирнов А.Б., Жилейко Г.Г. Система виброакустической диагностики энергетического оборудования // Измерительная техника. -1988. № 5. С.39.

63. Галахов М.А., Бурмистров А.Н. Расчет подшипниковых узлов. М.: Машиностроение, 1988. - 272 с.

64. Геккер Ф.Р. Динамика машин, работающих без смазочных материалов в узлах трения. М.: Машиностроение, 1983. - 168 с.

65. Генкин М.Д., Соколова А.Г. Вибродиагностика машин и механизмов. М.: Машиностроение, 1987. 288 с.

66. Гемке Р.Г. Неисправности электрических машин. JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. - 336 с.

67. Гельман М.М. Аналого-цифровые преобразователи для информационно-измерительных систем. М. Изд-во стандартов, 1989. - 320 с.

68. Гончаревич И.Ф., Вибрация нестандартный путь: вибрация в природе и технике. - М.: Наука, 1986. - 209 с.

69. Гордин В.М., Розе E.H., Углов Б.Д. Морская магнитометрия. М.: Недра, 1986.-232 с.

70. Горелик А.Л., Скрипкин В.А. Методы распознавания. М.: Высш. шк., 1989.-232 с.

71. ГОСТ 25466-82. Вибрация. Роторы гибкие паротурбинных агрегатов, требования к балансировке.

72. ГОСТ 27.022-83. Надежность в технике. Термины и определения.

73. ГОСТ 4.177-85. Система показателей качества продукции. Приборы неразрушающего контроля качества материалов и изделий.

74. ГОСТ 15895-77. Статистические методы управления качеством продукции. Термины и определения.

75. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация методов.

76. ГОСТ 20911-75. Техническая диагностика. Основные термины и определения.

77. ГОСТ 20417-75. Техническая диагностика. Общие положения о порядке разработки систем диагностирования.

78. ГОСТ 22732-77. Методы оценки уровня качества промышленной продукции. Основные положения.

79. РД РОСЭК 055 - 96. Требования к лабораториям неразрушающего контроля и диагностики.

80. РД 34.17.446-97. Методические указания по техническому диагностированию труб, поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов с использованием магнитной памяти.

81. Гитис Э.И., Пискулов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи. М.: Энергоатомиздат, 1981. - 360 с.

82. Голинкевич Т.А. Прикладная теория надежности. М.: Высш. шк., 1985. -168 с.

83. Горячева И.Г., Добычин М.Н. Контактные задачи в трибологии. М.: Машиностроение, 1988. -256 с.

84. Грачев В.В., Щербаков С.Г., Яковлев Е.И. Динамика трубопроводной системы. М.: Наука, 1987. - 438 с.

85. Гуляев А.И. Временные ряды в динамических базах данных. М.: Радио и связь, 1989.- 128 с.

86. Грешилов А.А. Анализ и синтез стохастических систем. Параметрические модели и конфлюентный анализ. М. Радио и связь, 1990. - 320 с.

87. Граф Ш., Гессель М. Схемы поиска неисправностей. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 144 с.

88. Гутников B.C. Фильтрация измерительных сигналов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд.-ние, 1990. - 192 с.

89. Гидродинамические аспекты надежности современных энергетических установок /Б.Д. Гусев, Р.И. Калинин, А.Я. Благовещенский. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние. 1989. - 216 с.

90. Гулд X., Тобочник Я. Компьютерное моделирование в физике: В 2-х частях М.: Мир, 1990. - 349 с.

91. Гуляев В.И., Баженов В.А., Попов С.Л. Прикладные задачи теории нелинейных колебаний механических систем. М.: Высщ. шк., 1989. — 383 с.

92. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отдел-е. 1990. - 208 с.

93. Демиденко Е.З. Оптимизация и регрессия М.: Наука. 1989. - 296 с.

94. Дмитриев В.И. Прикладная теория информации. М.: Высш. шк., 1989. -320 с.

95. Диагностирование дизелей /Е.А. Никитин, Л.В. Станиславский, Э.А. Улановский и др. М.: Машиностроение, 1987. - 224 с.

96. Диментберг Ф.М., Фролов K.B. Вибрация в технике и человек. М.: Знание, 1987.- 160 с.

97. Дьяконов В.П. Применение персональных ЭВМ и программирование на языке БЕЙСИК. М.: Радио и связь, 1989. - 288 с.

98. Диментберг М.Ф. Нелинейные стохастические задачи механических колебаний. М.: Наука, 1980. - 368 с.

99. Динамика машин и управление машинами: Справочник /В.К. Асташев, В.И. Бабицкий, И.И. Вульфсон и др., Под. ред. Г.В. Крейнина. М: Машиностроение, 1988. -240 с.

100. Даджион Д., Мерсеро Р. Цифровая обработка многомерных сигналов. М.: Мир, 1988.-488 с.

101. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. М.: Наука, 1973.-228 с.

102. Дьяконов В.П. Справочник по алгоритмам и программам на языке БЕЙСИК для персональных ЭВМ: Справочник. М.: Наука, 1987. - 240 с.

103. Добрынин С.А. и др. Методы автоматизированного исследования вибрации машин: Справочник /С.А. Добрынин, М.С. Фельдман, Г.И. Фирсов. М.: Машиностроение, 1987. - 224 с.

104. Диментберг М.Ф. Случайные процессы в динамических системах с переменными параметрами. М.: Наука. 1989. - 176 с.

105. Динамика и балансировка гибких роторов /A.A. Гусаров. М.: Наука, 1990.- 152 с.

106. Дорошко С.М. Контроль и диагностирование технического состояния газотурбинных двигателей по вибрационным параметрам. М.: Транспорт, 1984.- 129 с.

107. Жизненный цикл и эффективность машин /М.Г. Карпунин, Я.Г. Любинецкий, Г.И. Майданчик. М.: Машиностроение, 1989. - 320 с.

108. Журбенко И.Г., Кожевникова И.А. Стохастическое моделирование процессов. -М.: Изд-во МГУ 1990. 148 с.

109. Зверева T.B. Организация системы технического диагностирования . магистральных нефтепроводов. М.: ВНИИОЭНГ, 1988. - 64 с.

110. Заславский Г.М. Стохастичность динамических систем. М.: Недра, 1984. -271 с.

111. Залманзон JI.A. Преобразование Фурье, Уолша, Хаара и их применение в управлении, связи и других областях. М.: Наука, 1986. - 496 с.

112. Зарицкий С.П. Диагностика газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. М.: Недра, 1987. - 198 с.

113. Зырянов В.А., Власов С.М., Костромин Э.В. Методы и алгоритмы обработки случайных и детерминированных периодических процессов. Свердловск: Изд-во Урал, ун-та, 1990. 116 с.

114. Калявин В.П., Мозгалевский A.B. Технические средства диагностирования. Л.: Энергоатомиздат. 1984. - 208 с.

115. Каганов М.И., Цукерник В.М. Природа магнетизма. М.: Наука, 1982. -186 с.

116. Каплан Л.С. Установки скважинных бесштанговых насосов для добычи нефти. Уфа: Изд. Уфимск. нефт. ин-та, 1990. - 55 с.

117. Каплан Л.С. Совершенствование ремонта и эксплуатации установок электроцентробежных насосов. М.: ВНИИОЭНГ. 1983. - 42 с.

118. Каплан Л.С. Установки погружных центробежных насосов для добычи нефти. Уфа: Изд. Уфимск. нефт. ин-та, 1984. - 71 с.

119. Карасев В.А. Ройтман A.B. Доводка эксплуатируемых машин. Вибродиагностические методы. -М.: Машиностроение. 1986. 192 с.

120. Каплан Л.С. Современное оборудование систем поддержания пластового давления: Учебное пособие. Уфа: Изд. Уфимс. нефт. ин-та, 1985. - 58 с.

121. Карасев В.А., Максимов В.П., Сидоренко М.К. Вибрационная диагностика газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1978. - 172 с.

122. Кельзон A.C., Циманский Ю.П., Яковлев В.И. Динамика роторов в упругих опорах. М. Наука. 1992. - 280 с.

123. Коллакот P.A. Диагностирование механического оборудования. JL: Судостроение, 1980. - 296 с.

124. Коллакот Р. Диагностика повреждений: М.: Мир, 1989. - 512 с.

125. Корн Т., Корн Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1973. - 832 с.

126. Кожевников С.Н. Динамика нестационарных процессов в машинах. Киев: Наукова думка. 1986. 288 с.

127. Колчин A.B. Датчики средств диагностирования машин. М.: Машиностроение, 1984. - 120 с.

128. Коренев Б.Г., Резников J1.M. Динамические гасители колебаний: Теория и технические приложения. М.: Наука. 1988. - 304 с.

129. Клир Дж. Системология. Автоматизация системных задач. М.: Радио и связь. 1990. - 544 с.

130. Купер Дж, Макгиллем К. Вероятностные методы анализа сигналов и систем: М.: Мир, 1989. - 376 с.

131. Крагельский И.В., Михин Н.М. Узлы трения машин: Справочник. М.: Машиностроение, 1984. 320 с.

132. Крайнев. Словарь-справочник по механизмам. М.: Машиностроение, 1987.-560 с.

133. Кушнир В.Н., Неволин В.Г. Предупреждение разрушения оборудования и коммуникаций в нефтяной промышленности. Обзорная информация. М.: ВНИИОЭНГ Сер. «Коррозия и защита в нефтяной промышленности», 1979.-43 с.

134. Кубарев А.И. Надежность в машиностроении. М.: Изд-во стандартов, 1989.-224 с.

135. Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерения. М.: Радио и связь, 1985. - 368 с.

136. Ланцош К. Практические методы прикладного анализа. М.: Физматгиз, 1961.-524 с.

137. Лебедев А.Н., Недосекин Д.Д., Стеклова Г.А. и др. Методы цифрового моделирования и идентификации стационарных случайных процессов винформационно-измерительных системах. Д.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-е, 1988. - 64 с.

138. Левитский Н.И. Колебания в механизмах. М.: Наука. 1988. - 336 с.

139. Левит М.Е., Рыженков В.М. Балансировка деталей и узлов. М.: Машиностроение, 1986. -248 с.

140. Линников H.H. Расчет статистической погрешности спектрального анализа случайных вибропроцессов. // Измерительная техника, 1988. № 4. С. 33-35.

141. Лихтенберг А., Либерман М. Регулярная и стохастическая динамика. М.: Мир, 1984.-528 с.

142. Лукашин Ю.П. Адаптивные методы краткосрочного прогнозирования. -М.: Статистика, 1979. 254 с.

143. Ляпунов В.Т., Лавендел Э.Э., Шляпочников С.А. Резиновые виброизоляторы: Справочник: Л.: Судостроение 1988. - 216 с.

144. Льюнг Л. Идентификация систем. Теория для пользователя: /Пер. с англ. Под ред. Я.З. Цыпкина. М.: Наука, 1991.-432 с.

145. Магнус К. Колебания: Введение в исследование колебательных систем. -М.: Наука. 1982.-204 с.

146. Магниторазведка: Справочник геофизика / Под ред. В.Е. Никитского, Ю.С. Глебовского. М.: Недра, 1990. - 470 с.

147. Макаров P.A. Средства технической диагностики машин. М.: Машиностроение, 1981.-223 с.

148. Максутов P.A., Алиев И.М., Богданов A.A. Экспериментальное исследование вибрации погружных ЭЦН. // Нефтепромысловое дело и транспорт нефти. Вып. II, 1984. С. 36-38.

149. Маслов Г.С. Расчеты колебания валов. Справочное пособие. М.: Машиностроение, 1968.-271 с.

150. Математический энциклопедический словарь. /Гл. ред. Ю.В. Прохоров -М.: Сов. Энциклопедия, 1988. 847 с.

151. Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. -М.: Энергоатомиздат, 1989. 272 с.

152. Мазуров В.Д. Метод комитетов в задачах оптимизации и классификации. -М.: Наука. 1990.-248 с.

153. Марпл. мл. С.А. Цифровой спектральный анализ и его приложения. Мир, М.: 1990.-312 с.

154. Механика и решение проблем машиностроения. / К.В. Фролов. Успеха мех. 1988. II, №1-2. С. 141-184.

155. Математическое и программное обеспечение автоматизированного эксперимента в динамике машин /М.В. Левин, А.Б. Одуло, Д.Е. Розенберг и др. М.: Наука, 1989. 294 с.

156. Мейзда Ф. Электронные измерительные приборы и методы измерений. -М.: Мир, 1990.-535 с.

157. Методические указания. Техническая диагностика. Правила и критерии определения периодичности диагностирования технических систем. РД-50-565-85. -М.: Изд-во стандартов, 1986. 28 с.

158. Меньшов Б.Г., Суд И.И., Яризов А.Д. Электрооборудование нефтяной промышленности. М.: Недра, 1990. -.365 с.

159. Мирзаджанзаде А.Х., Керимов З.Г., Копейкис М.Г. Теория колебаний в нефтепромысловом деле. Баку: Маариф, 1976. - 210 с.

160. Микулович В.И., Скриган H.H., Шинитко В.Т. и др. Синхронный анализатор вибраций. САВ-11402Ф //ПТЭ № 1, 1984. С. 246.

161. Минимаксная обработка информации. / О.М. Куркин, Ю.Б. Коробочкин, С.А. Шаталов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 216 с.

162. Можен М. Механика электромагнитных сплошных сред. М.: Наука, 1991. - 560 с.

163. Мун Ф. Хаотические колебания: Вводный курс для научных работников и инженеров. -М.: Мир, 1990. 312 с.

164. Муромцев Ю.Л. Безаварийность и диагностика нарушений в химических производствах. М.: Химия, 1990. 144 с.

165. Мозголевский A.B., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика. М.: Высшая школа, 1975.-240 с.

166. Надежность машин. / Д.Н. Решетов, А.С. Иванов, В.З. Фадеев. М.: Высш. шк, 1988.-238 с.

167. Нахапетян Е.Г. Диагностирование машин. М.: Машиностроение, 1983. -55 с.

168. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В 10 т. Т.9. Техническая диагностика /Под. общ. ред. В.В. Клюева, П.П. Пархоменко. -352 с.

169. Нефтепромысловое оборудование. Справочник /Под. ред. Е.И. Бухаленко. -М.: Недра, 1990.-559 с.

170. Иванов А.Г. Физика в разведке земных недр. М.: Недра, 1971. - 200 с.

171. Ильинский B.C. Защита аппаратов от динамических воздействий. М.: Энергия, 1970.-320 с.

172. Ишемгужин Е.И. Нелинейные колебания элементов буровых машин. -Уфа: Изд-во Уфимск. нефт. ин-та, 1988. 98 с.

173. Ишемгужин Е.И. Регрессионный анализ и планирование эксперимента при оценке надежности буровых и нефтепромысловых машин. Уфа: Изд-во Уфимск. нефт. ин-та, 1984. - 79 с.

174. Ионин Д.А., Яковлев Е.И. Современные методы диагностики магистральных газопроводов. Л.: Недра, 1987. - 232 с.

175. Измерение, обработка и анализ быстропеременных процессов в машинах /Максимов В.П., Егоров И.В., Карасев В.А. М.: Машиностроение, 1987. -208 с.

176. Измерения в электронике: Справочник /В.А. Кузнецов, В.А. Долгов, В.М. Коневских и др.; Под ред. В.А. Кузнецова. М.: Энергоатомиздат, 1987. -520 с.

177. Ивович В.А., Онищенко В.Я. Защита от вибрации в машиностроении. М.: Машиностроение, 1990. -272 с.

178. Обеспечение качества нефтехимического оборудования. / А.Д. Никифоров и др. М.: Машиностроение, 1984. - 176 с.

179. Олимпиев В.Г. О влиянии погрешностей стыковки роторов многоопорного валопровода на вибрацию машинного агрегата. // Проблемы машиностроения и надежности машин, № 2, 1994. с. 106-111.

180. Обнаружение изменения свойств сигналов и динамических систем: /М. Бассвиль, А. Вилски, А. Банвенист и др.; Под ред. М. Бассвиль, А. Банвениста. М.: Мир, 1989. - 278 с.

181. Обеспечение качества нефтехимического оборудования /А.Д. Никифоров, В.И. Колчков, М.И. Поликарпов. -М.: Машиностроение, 1984. 176 с.

182. Обработка нечеткой информации в системах принятия решения /А.Н. Борисов, A.B. Алексеев, Г.В. Меркурьев и др. М.: Радио и связь, 1989. -304 с.

183. Основы теории колебаний. / В.В. Мигулин и др. М.: Наука. Гл. ред. Физ,-мат. Лит., 1988. - 392 с.

184. Отнес Р., Эриксон К. Прикладной анализ временных рядов. Основные методы: М.: Мир, 1982. 428 с.

185. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М.: Наука, 1991.-256 с.

186. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. Л.: Политехника, 1990. -272 с.

187. Пападопулос, Димарагонас. //Конструирование и технология машиностроения, № 4, 1988, с. 119-129.

188. Петрович Л.М., Давыдович М.И. Статистическое оценивание и проверка гипотез на ЭВМ. М.: Финансы и статистика, 1989. - 191 с.

189. Померанцев Н.М., Рыжков В.М., Скроцкий Г.В. Физические основы квантовой магнитометрии. М.: Наука, 1972. - 210 с.

190. Поляков В.В., Скворцев Л.С. Насосы и вентиляторы. М.: Стройиздат, 1990.-226 с.

191. Попков В.И., Мышинский Э.Л., Попков О.И. Виброакустическая диагностика в судостроении. Л.: Судостроение, 1987. - 256 с.

192. Приборы и системы для измерения вибрации, шума, удара: Справочник /Под ред. В.В. Клюева, М.: Машиностроение, 1978, кн.1, 448 е.; кн.2, 439 с.

193. Промысловые трубопроводы / В.Д. Куликов, A.B. Шибнев, А.Е. Яковлев, В.Н. Антипьев. М.: Недра, 1994. - 298 с.

194. Прыгунов А.И. Применение теории особенностей в исследовании вибрации машин: анализ и диагностика. // Сборник материалов XII международной межвузовской школы-семинара «Методы и средства технической диагностики» г. Ивано-Франковск, 1995. с. 35-41.

195. Приборы и системы для измерения вибраций шума, удара. / В.Р. Клюев. -М.: Машиностроение, 1978, кн. 1, 443 е., кн. 2, 439 с.

196. Пустовойт Б.В. Механика движения жидкостей в трубках. Л.: Недра, 1971.-144 с.

197. Покровский Б.В. Кавитационный шум и вибрация центробежных насосов. / Трубы ВНИИгидромаш. -М.: 1969, вып. 39, с. 50-73.

198. Покровский Б.В., Рубиков В.Я. К расчету уровней вибрации центробежных насосов. / Трубы ВНИИгидромаша. -М.: 1971. Вып. 42, с. 146-151.

199. Пчелкин В.Н. и др. К вопросу о диагностике трубопроводов. // НТЖ «Автоматизация, телемеханизация и связь» в в нефтяной промышленности» 1996. - №3-4, с. 16-20.

200. Пронников A.C. Основы надежности и долговечности машин. М.: Изд-во стандартов, 1969. - 160 с.

201. Пытьев Ю.П. Математические методы интерпретации эксперимента. М.: Высш. шк., 1989. -351 с.

202. Работков Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1988.-712 с.

203. Ревзин Б.С., Ларионов И.Д. Газотурбинные установки с нагнетателями для транспорта газа. М.: Недра, 1991. - 303 с.

204. Ревякин П.С., Бродовой В.В., Ревякина Э.Л. Высокоточная магниторазведка. -М.: Недра, 1986. 180 с.

205. Резников В.Д. О повышении конструктивной надежности погружного электродвигателя Нефтепромысловое дело и транспорт нефти ВНИИОЭНГ, №12, 1984. С38-40.

206. Рубановский В.Н., Султанов И.А., Ханукаев Ю.И. Задачи математического моделирования механических систем в машиностроении. ВЦ АН СССР, Москва, 1989.-77 с.

207. Савчук В.П. Байесовские методы статистического оценивания: Надежность технических объектов. М.: Наука. 1989. - 328 с.

208. Сверхбольшие интегральные схемы и современная обработка сигналов. / С. Гун и др. М.: Радио и связь, 1989. - 472 с.

209. Светлицкий В.А., Нарайкин О.С. Упругие элементы машин. М.: Машиностроение. 1989. - 264 с.

210. Себер Дж. Линейный регрессионный анализ. М., Мир. - 1980.

211. Скворцов Л.С. и др. Компрессорные и насосные установки. М.: Машиностроение, 1988. - 264 с.

212. Соболь М.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Наука, 1981. - 107 с.

213. Соколинский И.И., Тихвинский А.Н., Якубович В.А. Применение методов вибродиагностики перспективные направления эксплуатационного контроля нагнетательных установок. - М.: ЦНИИТЭНнефтехим, 1982. - 56 с.

214. Справочник оператора магниторазведчика / Под ред. В.Е. Никитского. -М.: Недра, 1987.-221 с.

215. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. /Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. T.l -М.: Энергоатомиздат, 1988. 456 с.

216. Справочник конструктора точного приборостроения /Г.А. Веркович, E.H. Головенкин, В.А. Голубков и др., Под общ. ред. К.Я. Явленского, Б.П. Тимофеева, Е.Е. Чаадаева, Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. - 792 с.

217. Смирнов JI.B. Исследование некоторых динамических свойств прямого трубопровода с текучей жидкостью. // Динамические характеристики энергетического оборудования. — М.: Наука, 1980. С. 58-66.

218. Средства измерений параметров магнитного поля / Ю.В. Афанасьев, Н.В. Студенцов, В.Н. Хореви др. 0 Л.: Энергия, 1979. 180 с.

219. Султанов Б.З. Управление устойчивостью динамической бурильной колонны. -М.: Недра, 1991. 208 с.

220. Султанов Б.З., Габдрахимов М.С., Сафиуллин P.P., Галеев A.C. Техника управления динамикой бурильного инструмента при проводке глубокий скважин. -М.: Недра, 1997. 165 с.

221. Спектор С.А. Электрические измерения физических величин: Методы измерений. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-е, 1987. - 320 с.

222. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений: Справочник /В.Г. Домрачев, В.Р. Матвеевский, Ю.С. Смирнов. М.: Энергоатомиздат, 1987.-392 с.

223. Статистические методы в экспериментальной физике. / Под ред. А.П. Тяпкина. -М.: Атомиздат, 1976. -335 с.

224. Статистические методы для ЭВМ /Под ред. К.Энслейна, Э. Рэлстона, Г.С. Уилфа: М.: Наука. 1986. - 464 с.

225. Степанов Г.М., Лещенко A.C. Неразрушающий контроль трубопроводов и резервуаров // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, № 3-4, 1998. С. 11-19.

226. Стронгин Р.Г. Численные методы в многоэкстремальных задачах. М.: Наука, 1978.-239 с.

227. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1976. - 616 с.

228. Теоретико-игровые распознающие алгоритмы /А.И. Кондратьев. М.: Наука, 1990.-272 с.

229. Технические средства диагностирования: Справочник // В.В. Клюев и др. -М.: Машиностроение, 1989. 672 с.

230. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле. М.: Машиностроение, 1985. - 472 с.

231. Тихонов А.Н., Уфимцев М.В. Статистическая обработка результатов экспериментов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1988. - 174 с.

232. Тольский В.Е. Виброакустика автомобиля. М.: Машиностроение, 1988. -144 с.

233. Троцкий В.А. Оптимальные процессы колебаний механических систем. -М.: Машиностроение, 1976. 248 с.

234. Тюрин Ю.Н., Макаров A.A. Анализ данных на компьютере /Под ред. В.Э. Фигурнова. М.: ИНФА-М, Финансы и статистика, 1995. - 384 с.

235. Установки погружных центробежных насосов типа УЭЦН5Ф. Эксплуатационная документация.

236. Харазов A.M., Цвид С.Ф. методы оптимизации в технической диагностике машин. М.: Машиностроение, 1983. - 132 с.

237. Харафас Д., Легг С. Конструкторские базы данных. М.: Машиностроение, 1990. -244 с.

238. Хазанов Х.С. Современные методы исследования механических систем. -Куйбышев, 1988.-71 с.

239. Хаяси Т. Нелинейные колебания механических систем. М.: Мир, 1973. -432 с.

240. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. М.: Мир, 1973.-957 с.

241. Хоар Ч. Взаимодействующие последовательные процессы. М.: Мир, 1989.-264 с.

242. Хохлов В.К., Горутько Н.М. Вопросы совершенствования контроля и защиты погружных электронасосов. Обзорная информация. ВНИИОЭНГ. -М.: Сер. « Машины и нефтяное оборудование», 1980. 59 с.

243. Худсон Д. Статистика для физиков. М.: Мир, 1970. - 296 с.

244. Фейгенбаум М. Универсальность поведения нелинейных систем. // Успехи физических наук, 1983. Т 141, вып. 2, с. 3420274.

245. Физических энциклопедический словарь, Т. 3. М.: Советская энциклопедия, 1963. - 650 с.

246. Фейгин М.И. Вынужденные колебания систем с разрывными нелинейностями. М.: Наука, 1994. - 288 с.

247. Фомичев М.С. Экспериментальная гидродинамика ЯЭУ. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 248 с.

248. Фукунага К. Введение в статистическую теорию распознавания образов. -М.: Наука, 1979.-363 с.

249. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 256 с.

250. Цветков Э.М. Основы теории статистических измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 256 с.

251. Цифровые анализаторы спектра /В.Н. Плотников, В.А. Белинский, В.А. Суханов, Ю.Н. Жигулевцев. М.: Радио и связь, 1990 - 184 с.

252. Щавелин В.М., Сарычев Г.А. Акустический контроль узлов трения ЯЭУ. -М.: Энергоатомиздат, 1988. 176 с.

253. Шапиро М.Х. О некоторых способах уменьшения магнитных вибраций электрических машин. -М.: Трубы ВНИИЭМ, 1971. Т. 31, с. 17.23.

254. Шмидт Г. Параметрические колебания. М.: Мир, 1978. - 335 с.

255. Шубов И.Г. Шум и вибрация электрических машин. Л.: Энергоатомиздат. 1986. -208 с.

256. Шор Я.Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М.: Советское радио, 1962. - 210 с.

257. Четыркин Е.М. Статистические методы прогнозирования. М.: Статистика, 1977. - 200 с.

258. Черняев К.В. Комплексное оборудование для внутритрубной инспекций магистральных трубопроводов. // В материалах международного конгресса промышленности, энергетики и связи, 2-5 июня 1997, Т.7, Москва 1998. -с. 160-183.

259. Чой, Ноэх. Нелинейные установившиеся колебания в системе ротор-опора. // Конструирование и технология машиностроения, 1988, № 1, с. 264 272.

260. Электрические измерения. / Под ред. A.B. Фремке. JL: Энергия, 1973. -424 с.

261. Экспертные системы: состояние и перспективы. / Д.А. Поспелов. М.: Наука, 1989.- 152 с.

262. Эффективность сложных систем. Динамические модели /В.А. Виноградов, В.А. Грущанский, С.И. Довгодуш и др. М.: Наука, 1989. - 285 с.

263. Эрих Ф.Ф. Субгармонические колебания высших порядков у быстроходных роторов с зазорами в подшипниках. Конструирование и технология машиностроения, №4, 1988. С.129-141.

264. Юртаев В.Г. Динамика буровых установок. М.: Недра, 1987. - 156 с.

265. Яблонский В.В. Определение частотных характеристик и колебательной мощности механической системы. // Вибрации в технике: Справочник. Т. 5. M.: Машиностроение, 1979. - с. 41-82.

266. Явленский К.Н., Явленский А.К. Вибродиагностика и прогнозирование качества механических систем. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1983.-239 с.

267. Якубович В.А. Повышение эксплуатационной надежности нефтепромыслового энергомеханического оборудования. Обз. Информация М.: ВНИИОЭНГ. Сер. «Машины и нефтяное оборудование». 1983 г.

268. Яновский Б.М. Земной магнетизм. Л.: Изд-во Ленингр. ин-та, 1978. - 592 с.

269. Янке Е., Эмде Ф., Леш Ф. Специальные функции. М.: Наука, 1977. - 480 с.

270. Blake W.K. Mechaniks of flow induced sound and vibrations. London Acad. Press 1983. P. 288.255

271. Chenoveth G.M., Tabarek G. Flow induced tube vibration data banks for shell and tube heat exchangers //Heat Transfer Engineering. 1980, Vol. 2, № 2, p. 2838.

272. Cohen H., Suh S.L. Wave Propagation In Elastic Surfaces. J. Math. Mech. 19, 1970, p. 1117-1129.

273. Davies P.O.A.L. Practical flow duct acoustics. // J. Sound and Vibr. 1988/ -124, № 1/-p. 91-115.

274. Fahy F. Sound and structural vibration London: Acad. Press, 1985. - 302 p.

275. Junger M., Feit D. Sound, structures and their interaction. Cmbrilge, Mass. MIT Press., 1972.-214 p.

276. Harker R.J. Generalised methods of vibration analysis. New York, Wiley 1983. P. 435.

277. Main I.C. Vibrations and waves in physics/ Cambridge: Univ. Press, 1984/ -356 p.

278. Powell A. Flow noise: A perspective on some aspects of flow noise and of jet noise in particular. Noise Control End: 8, 69-80, 108-109 (1977)1. Фурье-преобразование x(t)

279. DIM Т(51), F(51), W(5), C(5,51), A(5), B(5), U(51), U(255), P(255),R(255), E(255)

280. INPUT 'ВВЕДИ КОЛИЧЕСТВО ГАРМОНИК K='K

281. INPUT 'ВВЕДИ КОНЕЧНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРОМЕЖУТКА ЗАДАНИЯ Ф-ИИЬ='Ь

282. INPUT 'ВЕДИ КОЛ-ВО ТОЧЕК РАЗБИЕНИЯ ИНТЕРВАЛА ПО Т М='М

283. INPUT 'ВЕДИ КОЛ-ВО ТОЧЕК РАЗБИЕНИЯ ИНТЕРВАЛА ПО VN='N21 LETH=L/(M-1)

284. INPUT 'ВВЕДИ ШАГ ИЗМЕРЕНИЯ ПО V D=' D23 FOR J=1 ТО М24 LETT (J)=0+H*(J-1)25 NEXT J26 FOR J=1 TO M

285. PRINT !3.3!'T(J)='; T(J):INPUT 'F(T)='F(J)28 NEXT J29 FOR 1=1 TO К

286. PRINT !3.0! '1='; I:INPUT 'ВВЕДИ ЧАСТОТЫ I-ЩЙ ГАРМОНИКИ W(I)='W(I)