利用惯性导航系统对埋地管道测量的精度分析

从惯性导航系统的组成及工作原理、惯性导航系统与内检测器相结合的工作原理入手,分析得出了利用惯性导航系统进行埋地管道测量时影响埋地管道中心线测量精度的四个因素,包括传感器的选型及精度、传感器测量结果的融合算法、初始安装和日常操作。其中,前两种影响因素在确定惯性导航系统的选型和制造商后已经固定,属于不可变动影响因素,以达到亚米级精度的工程试验所用惯性导航系统的各项指标为参考,确定了用于埋地管道测量的惯性导航系统最佳选型和精度指标;后两种影响因素由于人工操作成分较多,属于可变动影响因素,需要严格按照标准规范进行操作,以提高埋地管道中心线的测量精度。     

基于趋势分析的间歇过程异常工况超早期报警研究

为了实现化工间歇过程阶跃变化中异常工况的早期报警，重点监测过程参数的变化趋势，提出基于最小二乘法的拟合 微分 再微分的化工间歇过程趋势分析方法。采用最小二乘法对历史数据进行拟合，依据过程参数的变化趋势，将间歇过程分为3个阶段。对数据微分求导计算，根据得出的过程参数一阶变化率的取值区间进行间歇过程多时段工况识别，针对危险性较大的阶跃变化过程利用再微分计算过程参数的二阶变化率取值区间，结合滑动窗算法，实现连续的间歇过程异常工况早期报警监测。在聚丙烯装置异常工况早期预警案例分析中，以聚合釜升温过程中上温为目标参数，实时监测上温变化趋势，识别间歇过程工况，并且在上温升温速率过快但温度未超出分布式控制系统(Distributed control system, DCS)阈值时发出警报。结果表明，所提出方法能够在参数状态出现异常的早期发出警报，相比于3σ报警阈值的方法提前24 min 34 s报警。     

高压弯管压裂液两相流模拟及流固耦合分析

弯管作为高压管汇的组成部分,发生冲蚀磨损和变形失效情况比直管更加严重,因此对高压管汇弯管部位压裂液固液两相流动及流固耦合效应进行分析具有重要意义。鉴于此,将弯管作为分析对象,采用RANS方法及标准k-ε湍流模型,得到压裂液在弯管中固液两相流压力、速度及颗粒质量浓度分布情况,并通过双向流固耦合技术分析了支撑剂质量浓度、流速及颗粒粒径等因素对弯管剪应力大小及变形的影响。研究结果表明:在弯头部位存在较大的压力和流速梯度,且支撑剂颗粒主要聚集于弯头外侧,该区域存在较大的剪应力和变形;随着支撑剂质量浓度和流速的增加,流固耦合效果越明显,弯管剪应力和变形程度增加,其中流速能显著影响弯管流固耦合程度;随着支撑剂粒径的增大,弯管的流固耦合程度先增大后减小。研究结果可为现场压裂液的设计提供参考。     

经验模态分解在机械设备故障诊断应用研究概述

当机械设备出现故障时，其振动信号中除了故障信号外，还混有能量较大的背景信号和噪声，表现出很强的非线性非平稳特征，利用传统的时域或频域方法很难有效的进行故障诊断。经验模态分解是一种自适应的信号处理方法，主要应用于非线性非平稳信号的分析。本文介绍了经验模态分解方法的原理及处理步骤，结合机械设备状态监测和故障诊断，论述了经验模态分解方法在滤波降噪、特征提取和状态识别中的应用情况．     

机械设备振动监测的自适应变采样算法研究

采样频率设置过高将会增加数据冗余与系统能耗。根据机械设备振动信号的非平稳性设计了一种自适应数据采集算法。该算法通过自适应脉冲采样获取当前信号,并从时、频域2方面分析信号,再利用突变检测模型对分析结果进行处理,以指导自适应变采样,随后利用插值算法对数据进行重构。最后基于MATLAB平台对算法进行了实现,并以离心泵正常和故障下信号的仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于差异矩阵的石油工程HSE管理差异性分析

为了缩小国内外石油工程项目的 HSE管理差异,促进HSE体系持续改进,提出了基于差异矩阵(Difference Matrix, DM)的HSE管理差异性分析方法。首先结合HSE管理的特点和HSE体系的重点,挖掘当前HSE管理差异性分析的关注点,确定差异矩阵的两个指标:项目采用的HSE体系要素内容与国际先进石油公司采用的HSE体系要素内容的差异度(Sd),项目HSE评估得分与HSE体系要素标准分值的差异度(Ed);再以差异指标的等级为基础,确定差异度等级,描述不同差异度等级的特点,建立差异矩阵模型;最后采用实例验证该方法的有效性。结果表明:DM是一种形象的、可以从二维角度进行差异性分析的方法,并且可以作为规范化的工具为HSE持续改进提供依据。     

基于磁敏探头的油管材质识别

油管原有标记的丢失导致不同级别可再用油管的混杂,因而造成巨大的经济损失和安全隐患。基于涡流检测方法,采用磁敏探头,对油田大量使用的J55和N80型再用油管开展材质识别试验。结果表明,响应电压大小受到提离、磁敏探头方向和激励频率等的影响。在磁敏探头与油管方向垂直时,施加100~260 Hz正弦激励频率的电流,两种油管的响应电压具有较好的线性关系;在150 Hz激励频率下,两种油管的响应电压差别明显,现场识别准确率高于97%。     

天然气管道泄漏声场特性研究

根据莱特希尔理论可确定天然气管道泄漏处声源为四极子声源,用声强方程和莱特希尔气动力声方程,推导出天然气管道泄漏喷流噪声强度与喷流速度间的关系式。用Matlab软件对天然气管道泄漏声场进行数值模拟,分析了天然气管道泄漏时的声场分布及声压级。结果表明,管道内声波形成驻波且整体声压都很大,管道外为四极子声源所产生的声场,声波的辐射和衰减较快;随着泄漏孔直径D和管内运行压力p0的增大,声场声压p和声压级SPL也增大。该项研究为天然气管道泄漏的进一步研究提供了理论基础。     

基于管道状态关联分析的泵机组故障诊断方法研究

在对现场泵机组和管道过程参数进行综合监测的基础上,提出了一种基于管道状态耦合分析的泵机组设故障监测方法,该方法包括了泵机组的异常捕捉技术、相关管道的实时状态识别以及基于耦合作用的故障判别。现场应用结果证明,该方法能够快速有效的实现机组故障检测和识别,与传统的方法相比大大降低了系统的误报警率。     

基于关联维数的烟气轮机故障诊断研究

针对烟气轮机系统的复杂非线性特点,提出了基于关联维数的烟气轮机故障诊断方法。首先采用ISVD降噪算法对实测数据进行降噪处理,然后计算了烟气轮机不同故障状态下降噪后振动信号的关联维数。结果表明,经过ISVD降噪后,烟气轮机振动信号在不同故障状态下的关联维数明显不同,可以将关联维数作为非线性故障诊断的特征量,该方法简单有效,能够提高烟气轮机故障诊断的准确率。