张来斌，陈敬龙，段礼祥

(1.中国石油大学机械与储运工程学院北京 102249;2.中原石油勘探局勘察设计研究院，濮阳 457001)

基于混沌理论的往复式压缩机故障诊断

张来斌1，陈敬龙2，段礼祥1

(1.中国石油大学机械与储运工程学院北京 102249;2.中原石油勘探局勘察设计研究院，濮阳 457001)

实测某往复压缩机气缸在正常、活塞体松动及拉缸工况下的振动信号，计算信号的关联维数、Kolmogorov熵及最大Lyapunov指数，并证明信号具有非线性。用奇异值分解(SVD)降噪法对信号进行降噪，通过奇异熵增量曲线选择降噪阶次，用互信息法求最佳延时，并用假近邻域法求最佳嵌入维数，同时用G-P算法、小数据量法求出关联维数、Kolmogorov熵及最大Lyapunov指数。计算结果表明，3种工况下的往复压缩机气缸振动信号均为非线性混沌信号，故障越严重，信号表现出的混沌特性越明显，可依据混沌指标对往复压缩机气缸的状态进行监测。

往复压缩机;混沌理论;非线性信号;故障诊断

往复压缩机是油田广泛使用的设备，但其易损部件多。活塞和缸壁发生碰磨可导致气缸损伤，严重时会引起活塞杆断裂、连杆断裂及曲轴变形，甚至导致整台机组报废，造成巨大的经济损失。对往复压缩机的气缸进行状态监测非常重要，其中通过振动信号对气缸进行故障诊断是较常用的方法。但是，往复压缩机振源多、气缸振动信号具有强非线性，用常规的频谱分析难以对其做出准确的诊断。混沌理论属于非线性科学，适合于处理非线性信号［1-2］，可将混沌理论用于往复压缩机的故障诊断，通过混沌指标对往复压缩机进行状态监测。……