混输泵喘振初生检测方法

本发明属于混输泵，涉及一种混输泵喘振初生检测方法。

背景技术：

1、随着我国能源需求的不断增加以及陆上资源的不断开采，海上油气资源具有良好的开发前景。而为了克服长距离输送管路及立管集输系统的压力损失、减少设备成本、提高输送效率，常采用多相混输系统进行介质输送。多相混输泵作为该系统的核心增压部件，常需要在气液两相流动工况下长时间运行，工况的复杂变化对混输泵的稳定性提出了严苛要求。混输泵内部流动状况逐渐恶化伴随着剧烈的流型转换，会引发泵发生喘振现象，使得泵的增压能力骤降，伴随剧烈的振动与噪声，影响泵的性能以及运行稳定性，因此开展关于混输泵压力喘振初生检测的研究，对于保障机组安全稳定运行有重大意义。

2、目前检测泵喘振状态的方法主要是基于临界体积含气率的拟合模型，但是这些数学模型往往仅适用于单型号泵、特殊工况，适用范围窄，且很难实现混输泵喘振状态的在线智能监控。因此针对以上问题有必要提出一种更加智能、识别性能更好的混输泵喘振初生状态识别方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种混输泵喘振初生检测方法，通过导叶区域压力脉动信号对混输泵喘振状态进行准确判定，解决了现有检测方法中判定混输泵喘振初生状态准确性不足的问题。

2、本发明采用的技术方案是，一种混输泵喘振初生检测方法，步骤包括：

3、步骤1，采集多相混输泵导叶流道区域压力脉动信号，记为信号序列d(t)；

4、步骤2，对信号序列d(t)进行处理，得到时间信号序列x(i)；

5、步骤3，对时间信号序列x(i)计算累积离差，构建新的序列y(i)；

6、步骤4，将序列y(i)从正反两个方向均划分为相同长度不重叠的ns段，计算每个区间的均方误差f2(v,s)；

7、步骤5，通过均方误差f2(v,s)计算q阶波动函数的平均值fq(s)；

8、步骤6，计算hurst指数h(q)；

9、步骤7，计算多重分形质量指数τ(q)；

10、步骤8，计算奇异指数α与分形维度f(α)之间的关系；

11、步骤9，计算多重分形谱特征参数δf，判断混输泵是否发生喘振，转回步骤1，进入新一轮循环。

12、本发明的有益效果是，通过采集混输泵导叶流道区域的压力脉动信号，采用改进的自适应噪声完全结合经验模态分解方法对传统的多重分形去趋势方法进行改进，较为完整的反映了系统的内在动力学特性，通过分析不同状态下的压力脉动信号多重分形谱参数δf的变化关系，通过喘振初生状态的临界特征参数值，有效解决混输泵运行过程中的喘振状态识别问题。本发明方法可以进一步推广到真机喘振状态检测中，为多相混输泵机组的安全稳定运行提供保障，为后续的发展提供了有益借鉴。

技术特征：

1.一种混输泵喘振初生检测方法，其特征在于，步骤包括：步骤1，采集多相混输泵导叶流道区域压力脉动信号，记为信号序列d(t)；步骤2，对信号序列d(t)进行处理，得到时间信号序列x(i)；步骤3，对时间信号序列x(i)计算累积离差，构建新的序列y(i)；步骤4，将序列y(i)从正反两个方向均划分为相同长度不重叠的ns段，计算每个区间的均方误差f2(v,s)；步骤5，通过均方误差f2(v,s)计算q阶波动函数的平均值fq(s)；步骤6，计算hurst指数h(q)；步骤7，计算多重分形质量指数τ(q)；步骤8，计算奇异指数α与分形维度f(α)之间的关系；步骤9，计算多重分形谱特征参数δf，判断混输泵是否发生喘振，转回步骤1，进入新一轮循环。

2.根据权利要求1所述的混输泵喘振初生检测方法，其特征在于，步骤2中，利用改进的自适应噪声完全结合经验模态分解方法，对所采集的信号序列d(t)进行处理，去除信号趋势项，具体过程是；

3.根据权利要求1所述的混输泵喘振初生检测方法，其特征在于，步骤3中，具体过程是：

4.根据权利要求1所述的混输泵喘振初生检测方法，其特征在于，步骤4中，具体过程是：

5.根据权利要求1所述的混输泵喘振初生检测方法，其特征在于，步骤5中，具体过程是：

6.根据权利要求1所述的混输泵喘振初生检测方法，其特征在于，步骤6中，具体过程是：

7.根据权利要求1所述的混输泵喘振初生检测方法，其特征在于，步骤7中，具体过程是：

8.根据权利要求1所述的混输泵喘振初生检测方法，其特征在于，步骤8中，具体过程是：

9.根据权利要求1所述的混输泵喘振初生检测方法，其特征在于，步骤9中，具体过程是：

技术总结
本发明公开了一种混输泵喘振初生检测方法，步骤包括：1)采集多相混输泵导叶流道区域压力脉动信号；2)对信号序列进行处理，得到时间信号序列；3)对时间信号序列计算累积离差，构建新的序列；4)将新的序列从正反两个方向均划分为相同长度不重叠的Ns段，计算每个区间的均方误差；5)通过均方误差计算q阶波动函数的平均值；6)计算Hurst指数；7)计算多重分形质量指数；8)计算奇异指数α与分形维度f(α)的关系；9)计算多重分形谱特征参数，判断混输泵是否发生喘振，转回步骤1，进入新一轮循环。本发明的方法，有效解决混输泵运行过程中的喘振状态识别问题。

技术研发人员：冯建军,赵楠楠,罗兴锜,朱国俊,李晨昊,吴广宽,王李科
受保护的技术使用者：西安理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16