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钻头钻进不同介质时的振动信号特征识别研究
引用本文:刘刚,张家林,刘闯,杨帆,杜佳诚.钻头钻进不同介质时的振动信号特征识别研究[J].振动与冲击,2017,36(8):71-78.
作者姓名:刘刚  张家林  刘闯  杨帆  杜佳诚
作者单位:1. 中国石油大学(华东)石油工程学院,山东 青岛 266580;
2. 中国电波传播研究所,河南 新乡 453000;
3. 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东 青岛 266580
摘    要:钻井作业中,钻头破碎岩石产生振动,利用该振动特征可以实时反映钻进介质的种类。提出了一种钻头钻进不同介质时的振动信号特征识别方法,通过牙轮钻头破岩室内实验,采集到在不同钻压下钻头钻进砂岩、页岩、水泥环和套管时的声振信号,基于数字信号的时频处理,提取了信号时域和频域的50个特征值,应用PCA降维特征矩阵获取特征向量,建立不同钻进情况的钻头信号"指纹"特征,最后通过BP神经网络对"指纹"信息进行聚类后识别岩性和钻压。结果表明,该方法可以完成对钻头信号的特征识别,进而区分钻进地层和井眼材料(套管和水泥环),为井眼防碰作业中岩性在线识别提供技术支撑。

关 键 词:振动信号    钻进岩性    特征识别    PCA降维    神经网络  

An identification method of vibration signal features when bit drills different mediums
LIU Gang,ZHANG Jialin,LIU Chuang,YANG Fan,DU Jiacheng.An identification method of vibration signal features when bit drills different mediums[J].Journal of Vibration and Shock,2017,36(8):71-78.
Authors:LIU Gang  ZHANG Jialin  LIU Chuang  YANG Fan  DU Jiacheng
Affiliation:1.School of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China; 2.China Research Institute of Radio Propagation,Xinxiang 453000,China; 3.School of geosciences,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China
Abstract:
Keywords:vibration signalsdrilling lithologyfeature recognitionPCA dimensionality reductionBP neural network
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