基于气象因素的PM2.5质量浓度预测模型

为得出拟合效果最佳的预测模型,建立了多元回归和机器学习预测模型对PM_2.5质量浓度进行预测。在输入气象因素的基础上,引入污染物质量浓度基础值和周期因素两类变量作为预测输入,并对4种预测模型进行对比研究。研究结果表明:对预测输入进行改进后,多元线性回归预测模型拟合优度由0.52提高至0.64,所选取的气象参数、污染物质量浓度基础值和周期因素能较好地描述PM_2.5质量浓度的日变化情况;与多元线性回归预测模型相比,BP神经网络和支持向量机两种预测模型能较好地捕捉PM_2.5质量浓度与预测输入之间的非线性影响规律,整体拟合优度分别达0.69和0.74,预测准确度较高;支持向量机预测模型可作为PM_2.5质量浓度预测的首选方法。     

季节指数改进的PM2.5质量浓度组合预测模型研究

随着我国的经济和城市化迅速发展,PM_2.5主导的区域空气污染已成为紧迫、突出的环境问题。据相关研究表明,PM_2.5在不同季节质量浓度差异较大。根据广州市2015~2019年的PM_2.5月均质量浓度数据,结合大气污染物及气象因素,引入季节指数,建立预测PM_2.5质量浓度的改进多元线性回归和多层感知器组合预测模型,探析广州市大气污染物中PM_2.5质量浓度的变化规律。结果表明,用季节指数改进的组合预测模型对PM_2.5质量浓度进行预测分析,拟合结果良好。使用不同评价指标将组合模型与传统的多层感知器预测模型和多元线性回归模型进行对比,该组合模型的均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)、平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)、平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)分别比多层感知器模型减少了23.1%、31%、24.2%;比多元线性回归模型减少了35.3%、41.3%、41%。该模型精度均优于传统的多元线性回归模型和多层感知器模型,能更好地预测环境PM_2.5质量浓度,为优化环境提供参考。     

海上某油田油井管腐蚀穿孔失效分析

针对海上某油田油井管腐蚀穿孔失效现象,通过现场井况调研、材质评价、腐蚀形貌宏观观察、扫描电镜微观观察及能谱分析,结合室内腐蚀模拟试验及激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)测量技术对穿孔原因进行了综合分析。结果表明,现场井况含有CO₂和H₂S,地层轻微出砂,失效管材的化学成分、金相组织和力学性能均符合标准要求,穿孔处腐蚀形貌具有流体冲刷特征,腐蚀产物主要包含C,O,S,Fe这4种元素,系CO₂和H₂S腐蚀产物,流速为3 m/s的腐蚀模拟试验诱发了局部腐蚀,导致管材穿孔失效。     

CO2增采环境下X70管线钢的应力腐蚀开裂行为研究

在CO₂增采（CCS?EOR）环境下,研究了X70管线钢在不同CO₂压力下的腐蚀开裂行为及其机理。 使用高压反应釜及模拟采出水溶液,对现场环境进行了模拟;通过电化学实验,研究了X70管线钢在CCS?EOR环境下的腐蚀速率与腐蚀机理;通过慢应变速率拉伸实验,研究了模拟环境下X70管线钢的腐蚀开裂行为;通过扫描电镜,分析了不同CO₂压力下X70管线钢的腐蚀开裂机理。 结果表明,X70管线钢的腐蚀速率随着CO₂压力的增加而增加;X70管线钢表面产生的腐蚀产物膜不能保护金属基体,而且加剧局部腐蚀;在腐蚀产物膜的影响下,CO₂压力的增高使X70管线钢应力腐蚀敏感性增加,X70管线钢腐蚀开裂同时受金属表面裂纹的影响。     

油水两相流体系下的CO2腐蚀行为研究

目前常采用注水方式开采石油,但是含水输油管道中常发生CO₂腐蚀现象,因此采用计算流体力学方法（Computational Fluid Dynamics,CFD）,研究了不同含水率、不同流速下的直管和弯管中油水分布情况,确定了输油管道CO₂腐蚀的发生条件,并分析了流速及含水率对壁面剪切力的影响。结果表明,CO₂腐蚀的发生取决于管道内的含水率和流速。当含水率升高时,油品浸润在管道内壁阻止腐蚀的发生;当含水率降低时,积水量增加,导致CO₂腐蚀严重。当流速增大时,管道内发生湍流,因此难以形成积水,降低腐蚀风险。但是,流速增大时会导致壁面剪切力增加,破坏腐蚀产物膜,进而进一步加快腐蚀速率。向下倾斜弯管在重力作用下往往不会发生积水,腐蚀风险低;向上倾斜弯管最容易发生积水,腐蚀风险高;受冲刷作用的影响,弯头端的腐蚀严重。弯头处容易受腐蚀和力学的交互作用,因此腐蚀严重。研究结果对油田集输管道的安全运行具有一定的指导意义。     

旅大油田A井液控管线腐蚀分析及管材优选

旅大油田A井为稠油热采井,注350 ℃高温高压蒸汽,井下监测设备液控管线腐蚀严重。通过扫描电子显微镜(SEM)以及电子能谱分析(EDS)对现场液控管线腐蚀试样进行分析,对采出液水样进行离子及腐蚀性气体成分分析,得出该管线腐蚀主要原因是在高温、高压和高矿化度条件下的H₂S腐蚀,并伴有氯离子腐蚀和少量CO₂腐蚀。在模拟现场温度、压力和介质条件下,挑选316L、Inconel 625、P110、9Cr1Mo材质的试片,进行动态模拟腐蚀实验,用失重法对4种材料的腐蚀性能进行了评价。结果表明,在稠油热采环境中,Inconel 625材料抗温耐蚀效果最优。     

油田采出水系统腐蚀试验研究

通过对陇东油田采出水水质的分析，确定出CO2、硫酸盐还原菌(SRB)、矿化度是造成采出水系统腐蚀的三个主要因素，并针对上述因素进行了静态和动态实验研究．实验结果表明．SRB的存在加速了腐蚀过程，腐蚀速率提高2倍以上．是影响腐蚀的最主要因素．CO2对腐蚀的影响也很显著，随CO2浓度提高腐蚀速率加快，CO2的腐蚀过程可用Dewaard模型来预测．矿化度大于2．5g／L时，随矿化度增大腐蚀速率线性提高；结合腐蚀产物表面形貌和组成的电镜扫描分析．进一步明确了腐蚀成因．     

基于集成学习的O3的质量浓度预测模型

为准确预测O₃的质量浓度及其发展趋势,分析其诱发因素,提出一种基于集成学习的O₃的质量浓度预测模型。以北京市2015—2016年O₃污染物的质量浓度及气象因素数据为基础,提出并建立面向O₃污染物的质量浓度预测的特征选择-集成学习多层预测模型,在对数据进行缺失值填补及异常值分析的基础上,利用Pearson相关分析和Lasso回归分析同时对清理后的气象资料数据进行特征选择,以消除数据冗余,提高预测精度;提出基于自组织映射神经网络self-organizing featuremap, SOFM和Elman神经网络Elman neural network, ENN的集成学习算法,利用SOFM对样本数据进行聚类以实现样本的合理分布后,使用ENN进行仿真训练来预测O₃的质量浓度。试验结果表明：采用Pearson-Lasso特征选择和SOFM样本聚类对数据做前期处理后,ENN的预测精度由74.6%提高到82.1%,能够改善基于ENN的O₃污染物的质量浓度的预测准确率。     

腐蚀疲劳作用下道路混凝土性能影响因素分析及预测

以室内疲劳荷载与硫酸盐腐蚀作用下混凝土抗弯拉强度劣化试验结果为依据,应用灰色理论分析配合比设计参数(水灰比)、应力水平、硫酸盐浓度等内外部因素对混凝土性能的影响,分析了疲劳荷载与硫酸盐侵蚀环境下混凝土的性能劣化规律并通过建立多元灰预测模型。分析结果表明:对道路混凝土耐腐蚀疲劳影响最大的是水灰比,其次为疲劳荷载和硫酸盐浓度。道路高性能混凝土配合比设计中,应主要采用优化道路混凝土材料组成的方法改善水泥混凝土抗疲劳荷载-硫酸腐蚀能力。建立的GM(1,3)灰色预测模型,能够较好地预测水泥混凝土耐腐蚀疲劳性能。     

油气生产过程中CO2腐蚀预测研究

在油气生产过程中,由于油管的内腐蚀严重,时常发生穿孔、断裂事故,直接影响了油气田的正常生产和动态监测工作.为了弄清油气井腐蚀原因,在广泛调研CO2腐蚀的基础上,认为影响腐蚀速度的主要外部因素是环境温度、CO2分压、pH值、流速等,结合室内实验和现场应用,基于NORSOK腐蚀模型建立了更适合于油田实际的腐蚀预测模型,进行了影响腐蚀速度的敏感性分析,拓宽了NORSOK腐蚀模型的应用范围.分析结果与实验数据相吻合,说明该模型可以应用于油气田复杂环境腐蚀情况并能得到较好的分析判断结果,为油田注采CO2管材防腐预测提供了依据.     

油田采出水中主要腐蚀离子对渗锌碳钢的腐蚀

采用静态腐蚀挂片失重方法,研究了胜利油田采出水中主要腐蚀离子成份（Cl^-,Ca^2＋,HCO3^-）对20^#碳钢和渗锌碳钢的腐蚀行为,并对腐蚀原因做出了分析。研究表明,200碳钢及渗锌碳钢的腐蚀速率随腐蚀介质中Cl^-质量浓度的增加而呈现上升趋势;Ca^2＋离子的加入在一定程度促进了20^#碳钢和渗锌钢的腐蚀;HCO3^-对20^#碳钢腐蚀具有先抑制后促进作用。在模拟的采出水腐蚀介质中,渗锌碳钢的耐蚀性能要明显好于20^#碳钢,平均腐蚀速率小于石油行业腐蚀速率（0．076mm／a）控制标准规定。     

渗铝和渗锌碳钢在油田采出水中腐蚀规律研究

以模拟的油田采出水和海水作为腐蚀介质,采用静态挂片腐蚀失重法对20#碳钢、渗铝碳钢和渗锌碳钢进行腐蚀实验,初步研究了Cl-,Ca2＋,HCO3-和温度对20#碳钢、渗铝碳钢和渗锌碳钢的腐蚀规律。腐蚀评价的结果表明,在模拟的油田采出水和海水的腐蚀介质中,渗锌碳钢的耐蚀性能明显好于20#碳钢和渗铝碳钢。     

石化火炬燃烧器管线裂纹开裂失效分析

研究了火炬燃烧器管线开裂区域的破坏机理,通过对管线进行低倍宏观分析、材质分析、显微镜金相分析、扫描电子显微镜（SEM）微观形貌及能谱分析（EDS）与实验相结合的手段,找出了管线失效开裂的原因,进一步分析了敏感环境（介质）、敏感材料和应力状况对管线开裂失效造成的影响。结果表明,在一定的温度下,管线内形成H₂S＋CO₂＋H₂O的酸性腐蚀环境,火炬燃烧器管线的不锈钢材质敏化严重,存在严重的晶间腐蚀;晶间腐蚀造成管壁表面晶粒剥落,产生点蚀坑,点蚀坑处又成为应力腐蚀裂纹的裂纹源;火炬燃烧器管线在制造加工、装置运行等过程中会产生一定程度的应力集中,在腐蚀介质、敏感材质和应力集中三个因素的影响下,火炬燃烧器管线会发生晶间型应力腐蚀开裂而失效。     

坪北油田油井腐蚀原因与防护措施

坪北属特低渗透油田,油井低产低液,动液面低,不适宜套管掺水加药防腐。坪北油管腐蚀穿孔十分严重。油井采出液含氧高、SRB多是油井腐蚀的根本原因,采出液的矿化度和Cl-浓度高,以及结垢和偏磨是引起井筒腐蚀的客观原因。JHGH-1固体缓蚀阻垢剂能有效的解决油井井筒的腐蚀结垢问题。     

胜坨油田回注水系统金属腐蚀机理研究

为降低回注水腐蚀率、提升注水水质,以回注水系统中的金属试片为主要研究对象,研究了试片上附着物的组成,并结合回注水中可腐蚀因素讨论了金属腐蚀机理。结果表明,试片上的附着物中,水的质量分数为50%左右,原油的质量分数为11%~33%,无机固体的质量分数为11%~38%,盐酸可溶的无机固体的质量分数为7%~25%,主要为腐蚀产物铁(氢)氧化物与碳酸亚铁、结垢产物碳酸钙镁垢,这主要是由O₂与CO₂引起的电化学腐蚀造成的,且垢下腐蚀明显。污水中原油可以间接加速腐蚀:原油附着于金属表面将污水圈闭,形成静态腐蚀环境,有利于腐蚀结垢晶体形成。静态试片腐蚀产物中存在FexSy晶体,而在流动状态下,Fe²⁺与S^2-反应形成的硫铁化合物以无定形存在,且污水中与试片上并未含有大量硫酸盐还原菌SRB,因此SRB不是腐蚀的主要因素。