基于小波变换的钻头实验信号降噪方法

在钻头破岩实验中存在钻头对岩石的周期性动载冲击,同时受实验设备和环境等因素的影响,在动态信号中存在着大量噪声,无法获得准确的测试数据,实验结果往往不能真实反映实验的特性和规律。基于小波变换的浮动阈值方法,建立了一套用于钻头破岩实验测试信号噪声压制方法,通过对实验和实测数据的处理和分析,证明了方法有效性,提高了实验数据的准确性和可靠性。     

基于深孔钻削噪声信号的钻头磨损特征提取方法研究

采用深孔钻削过程中的噪声信号对钻头的磨损状态进行监测,建立了钻削过程噪声信号采集系统。运用改进的经验模态分解方法对经过广义形态滤波后的噪声信号进行了模态分解,获得了钻削噪声信号的本征模态函数。采用希尔伯特变换对本征模态函数进行处理,获得了与本征模态函数对应的边际谱。研究了谱频段能量和峰值随钻头磨损的变化规律。结果表明,边际谱频段能量和峰值与钻头磨损状态之间存在密切联系,根据噪声信号边际谱特征参数的变化规律可实现钻头磨损状态的监测。     

牙轮钻头牙齿测力试验中数据的小波去噪分析

在石油钻井过程中牙轮钻头破岩时牙齿的受力是相当复杂的,钻头的使用寿命与牙齿的受力大小直接相关,为了探索钻头牙齿在破岩过程中的受力规律,在实验室条件下对牙轮钻头牙齿进行了测力试验研究,但获得的试验数据中却存在大量噪声,严重影响了对试验数据的处理和分析,采用小波变换对试验数据进行了去噪处理,获得了很好的结果,有效解决了试验数据中存在大量噪声的难题。     

结构损伤识别中部分相关噪声模型

详细地讨论了噪声的来源和产生的物理机制,分析了经典不相关噪声模型的物理意义和适用范围,将测试噪声分为与信号大小无关的测试系统基础噪声和与测试信号幅值和相位有关的环境噪声两部分,提出与结构试验实际环境符合的部分相关噪声模型.计算比较了部分相关噪声模型和传统噪声模型下仿真测试信号的信噪比和方差比,并比较了其对结构振型的识别精度和损伤识别定位的影响.结果表明,所提出的部分相关噪声模型较为符合工程测试实际,而传统噪声模型未能有效模拟系统和环境噪声.     

基于独立成分分析的钻头振动信号识别方法研究

在海上丛式井井眼防碰监测中,风险邻井套管头检测到的钻头振动信号受到平台噪声干扰,针对钻头振动特征信号难以分离识别的问题,提出了一种基于独立成分分析（ICA）分离同频率范围信号的方法。首先对采集到的信号作限幅滤波处理以滤除部分干扰噪声,然后应用ICA方法分离获得不同源的若干路独立信号（其中包含钻头振动信号）,根据独立信号时-频特征分析,结合先验知识实现钻头振动特征信号的识别。通过丛式井防碰现场数据表明该方法可以有效地分离识别钻头振动信号,以提取出信号的能量为标准,能够准确判断钻头趋近风险井套管程度,达到在防碰预警目的。     

基于独立成分分析的钻头振动信号识别方法

在海上丛式井井眼防碰监测中,风险邻井套管头检测到的钻头振动信号受到平台噪声干扰,针对钻头振动特征信号难以分离识别的问题,提出了一种基于独立成分分析(ICA)分离同频率范围信号的方法。首先对采集到的信号作限幅滤波处理以滤除部分干扰噪声,然后应用ICA方法分离获得不同源的若干路独立信号(其中包含钻头振动信号),根据独立信号时-频特征分析,结合先验知识实现钻头振动特征信号的识别。通过丛式井防碰现场数据表明该方法可以有效地分离识别钻头振动信号,以提取出信号的能量为标准,能够准确判断钻头趋近风险井套管程度,达到在防碰预警目的。     

噪声对水跃区脉动压力的影响及处理方法

在模型试验中,由于各种噪声的存在,常使水跃区脉动压力信号产生畸变,需要一定的处理方法来还原真实信号．为此,应用信号分解和自适应滤波方法对水跃区脉动压力信号进行研究和处理．结果表明,水跃区脉动压力信号包括真实信号和噪声2部分,而噪声一般包括背景噪声、电噪声和传感器振动所产生的附加脉动压力噪声3个部分,其中附加脉动压力噪声不可忽略．自适应滤波可以有效地滤除附加脉动压力噪声使信号得到很好的还原．该方法和结果为脉动压力模型试验布置、测试及数据处理提供了有益的技术参考．     

牙轮钻头滑动轴承工作温度的测试

本文叙述关于牙轮钻头滑动轴承工作温度的台架测试情况和结果。试验是用 ”全尺寸钻头在模拟井下工作条件的情况下进行的。作者通过大量的试验,不仅测定了在不同的工作条件下钻头滑动轴承系统可能产生的最高温度,而且分析了轴承温升和各种钻井参数之间的相互关系。这些测试结果,对于改进钻头轴承系统的结构,筛选轴承材料,改善轴承的润滑,以及制订钻头的检验标准等,都有参考价值。     

一种新型晶体振荡器相位噪声测试夹具的设计与应用

针对晶体振荡器相位噪声测试过程中存在干扰的问题,分析了影响相位噪声测试精度的因素,设计、制作了新型夹具。该夹具采用屏蔽壳体消除空间信号干扰,采用带弹簧自动锁紧针脚保证良好接触,并通过设置滤波电容减少供电电源干扰。基于新型夹具与PN9000测试系统,开展了相位噪声测试。测试结果表明,夹具较好的消除了干扰因素,测试数据一致性好、稳定性高。     

钻柱系统振动测试和分析

利用应变和压电测试系统以及随机信号和振动分析系统,在模型和试验钻机上,进行了钻柱系统的固有频率、响应、钻头的动态压力、功率谱和动态传递函数等测试分析。在横向振动支承条件,岩石的刚度以及动态碎岩机理等方面得到了一些有益的研究结果,并提出了岩石刚度动态测定法。以上研究为理论分析提供了依据。     

风动凿岩机的噪声分析与控制

本文对风动凿岩机噪声的各种特性进行了理论分析和试验测试。结果表明,风动凿岩机的主要噪声源有:排气噪声、撞击噪声、机体振体的机械噪声、岩石的反射噪声。据此,本文提出了对各种噪声的降噪途径和控制方法,特别对排气噪声,提出了离机操作的新的降噪途径。     

新型光纤式油膜厚度探测系统的研究

激光诱导荧光法是近年来测试油膜厚度的新方法,分析了采用此法将光路暴露于空气中的油膜厚度测试系统的不足之处,研制出光纤代的油膜厚度探测系统,通过上述两种测试系统的对比实验,得出新型光纤式油膜厚度探测系统具有易于拆装、移动方便、灵敏度高且有测试的连续性和稳定性等特点,弥补了现有方法的不足。     

基于应力波传输的随钻测量系统研究

阐述了在钻井过程中使用应力波通过钻柱实时传输井下数据技术,介绍了西部钻探钻井工程技术研究院研制的基于应力波传输的随钻测量系统(CS-MWD)的工作原理和构成,并对CS-MWD系统进行现场试验,指出在浅层井中CS-MWD系统具有传输速度快、测量精度高的优点,而在深层井中因受到应力波钻柱衰减作用和噪音的影响,其应用还受限制.     

基于经验模态分解的自适应噪声对消方法

针对飞行器试验中单通道遥测信号频率内容丰富、降噪困难的问题,提出了一种基于经验模态分解的自适应噪声对消方法。将信号利用经验模态分解(Empirical mode decomposition, EMD)方法分解为一系列本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),将第一阶IMF作为参考噪声,并将第二阶以后的IMF分量累加求和,作为待降噪信号,在此基础上利用自适应噪声对消系统完成降噪。该方法克服了直接将高阶IMF作为噪声消除后在降噪和细节信息损失之间的矛盾性问题,可以最大程度保护信号细节信息不受损失的情况下实现良好的降噪效果。计算机仿真和某次飞行器试验实测数据处理结果证明了这一方法的有效性。     

车辆液力减振器异常噪声鉴别方法

对车辆液力双筒减振器的工作原理和异常噪声检测方法进行了分析,在大量试验数据和信号特征分析的基础上,提出了液力双筒减振器异常噪声的时域波形衰减量鉴别方法,经对大量的车辆液力双筒后减振器异常噪声的实际验证,鉴别成功率达到98.5%以上,能够满足一般工厂企业产品质量控制方面的检测要求.还对减振器异常噪声产生的原因进行了理论和仿真分析,对时域波形衰减量鉴别方法进行了较深入的理论解释,得出了有实价值的结论.     

Comparative Analysis and Development Trend of Rock Drill

A large number of pneumatic rock drills are being extensively used in a majority of mines in China nowadays, with a high noise level up to 125 dB（A） and large vibration and oil-fog on working-site, which can seriously jeopardize manipulator＇ s body and mind. Aiming at improving drilling environment and labor safety condition, the production mechanism of noise of all sorts of rock drills including pneumatic hydraulic and water-powered rock drills and measures of reducing noise level of pneumatic rock drills in special were discussed and led to the conclusion of that the pneumatic rock drills should be eliminated step by step, the hydraulic rock drill should be developed at full speed and especially the water-powered rock drill should be studied and applied according to the situation of China. In addition, the reasons of why hydraulic rock drills have not yet been used extensively and spread wide areas in China were discussed. The main technical parameters of newly developed leg-supporting water-powered rock drill and the comparation of experimental data between pneumatic rock drill and hydraulic rock drill were listed. The experimental results show that water-powered rock drill possesses the same superior properties as hydraulic rock drill and its noise is less than 20 dB（A） than pneumatic rock drill and there is no oil-fog on the working-site and vibration is reduced largely~ but its drilling speed is raised largely , its structure is simpler, and maintenance is convenient. Therefore, popularizing applying of water-powered rock drill will be an effective way of improving mine working environment according to the current situation of China.     

起伏背景噪声下地震波传感器阵列目标检测算法研究

针对起伏背景噪声下传统地震波传感器阵列检测算法虚警概率高、检测概率低的问题,提出一种基于信号相关性的阵列目标检测算法.利用传感器阵列在一个检测周期内接收到的数据建立信号检测矩阵,由检测矩阵列向量之间的相关性标记信号中目标成分的大小,进而引入相关性参数并构建检测统计量,利用信号相关消除时变的环境噪声干扰,有效克服起伏噪声对目标检测结果的影响.推导算法虚警概率与检测门限之间的定量关系,得到一定虚警率下的检测概率.基于计算机仿真和舰船目标实测试验对比本文提出算法与现有方法,结果表明本文算法可以在起伏背景噪声下有效检测出目标,且检测性能优于现有检测算法.     

一种提高诊断信息质量的方法

针对工程实际中噪声干扰、不同源信号之间的混叠及信号的信噪比低，造成信号分析和特征提取难的问题，研究了采用连续小波变换（CWT）和独立分量分析（ICA）的方法对滚动轴承的声音信号进行了消噪和分离，从而提高了诊断信号的信噪比，保证了故障的确诊。通过仿真实验和实例分析，验证了该方法的有效性。     

色噪声背景下的正弦信号相位估计方法

噪声背景下的正弦信号相位估计在雷达、导航、波达方向估计等领域有着广泛的应用。提出了一种基于互高阶累计量的正弦信号相位估计方法——奇异值分解法。这种方法通过对互高阶累积量矩阵进行奇异值分解,得到信号子空间和噪声子空间。由于信号子空间不包含噪声信息,因此是提取信号成分与抑制噪声意义下的最优解。信号的自高阶累积量矩阵是共轭对称矩阵,它的左、右奇异矢量是相同的,而两个幅值和频率都相同、只有相位不同的正弦信号的互高阶累积量矩阵却是非共轭对称矩阵,左右奇异矢量也不相同,这说明是谐波信号之间存在相位差导致了这一结果。因此,从这一点出发,证明了谐波信号的互高阶累积量矩阵左、右奇异矢量内积的相角等于正弦信号相位差这一重要定理。并根据这一定理推导出估计正弦信号相位差的奇异值分解法。仿真结果验证了这种方法的有效性。     

随钻地震波场高阶交错网格有限差分数值模拟

 随钻VSP是利用钻头振动噪声作为震源,在地面布设检波器进行信号接收的一种新的物探技术。基于随钻地震波场的空间传播特征,从一阶速度-应力波动方程出发,利用高阶交错网格有限差分,模拟出不同炮点深度和不同偏移距情形的随钻地震波场,研究随钻地震波场的空间传播规律和特征。结果表明,数值模拟可以有效的解决现场试验周期长,费用高,地下结构未知因素多等问题,为随钻地震技术研究提供了一种高效的手段。