基于独立分量分析和支持向量机的管道泄漏识别方法

将独立分量分析(ICA)方法应用到管道泄漏检测压力信号的降噪中。分析了压力波信号源的独立性,探讨了运用ICA方法的可行性。利用现场采集的压力信号对该方法进行降噪效果检验。结果表明,该方法较好地保留了泄漏拐点信息且降噪效果明显。将支持向量机(SVM)方法应用到泄漏检测的识别过程中,首先采取微分进化算法优化了SVM模型参数,然后利用现场泄漏实验数据,验证了基于SVM方法的识别模型具有很好的识别准确率和泛化能力。在实验的基础上,对噪声源合并和泄漏信号源不可分问题作了初步讨论。     

基于CEL方法的管道内检测器动力学数值分析

为了研究管道内检测器运行时的非线性动力学特性,基于耦合欧拉-拉格朗日（CEL）方法,建立了管道内检测器运行的流-固耦合模型,采用Mooney-Rivlin模型描述橡胶皮碗超弹性、非线性行为。对内检测器在管内运行经过管道局部变形时的复杂行为进行求解和分析,获取了管道内检测器的速度、加速度、压力差、接触面积、摩擦力曲线以及最大应力和真实应变图,对内检测器皮碗非线性动力学特性进行分析。在计算中考虑了检测器的惯性影响以及摩擦力的作用,使得该流-固耦合模型更加接近现实工况,可对优化内检测器结构设计和使用提供理论依据和参考。     

多源单汇多批次顺序输送管道调度优化

多源单汇管道系统可用于油田烃液、成品油、原油等的多批次顺序输送,是经济有效的输送模式之一。国内外学者对该种输送模式下批次调度优化做了一些研究,但目前并无模型及算法可以有效解决水力与调度非线性耦合、多源点同时注入的批次界面跟踪等问题。针对多源单汇多批次顺序输送管道,考虑源点外输模式、批次运移、新批次注入、罐存、流量以及水力等约束条件,以运行过程中泵的运行费用、启停泵成本及掺混成本最小作为多目标函数,建立混合整数非线性规划模型(MINLP),并选用优先级算法对模型进行求解。以多源单汇多批次顺序输送油田烃液管道为算例,建立了长期规划模型并求解,计算用时4.58 s,计算结果符合现场操作工艺。     

试验数据相似性修正减阻效果预测模型

为评价输油管道加剂运行状态,建立减阻效果预测模型。针对已有模型无法实现不同工况下减阻效果的类比预测,在应用中需提前求解模型待定系数,所求参数不具备横向扩展应用性等问题,在相关模型基础上,通过分析处理现场加剂试验数据对其进行相似性修正,引入管径、油品黏度修正系数,简化减阻效果预测复杂度,扩大预测模型适用范围;在考虑了减阻剂剪切稀释性问题后,根据管道实际加剂情况,量化求解降解率系数,提高模型预测精度;基于现场试验数据进行回归验证,求得模型待定系数值;最后得到适用于原油和成品油管道的通用减阻效果预测模型,并结合现场试验数据进行误差分析,检测预测模型精度。结果表明,经试验数据相似性修正得到的减阻效果预测模型,与经验公式的预测效果相比,预测精度有所提升,优于原有模型,可用于指导减阻剂在现场的应用,改善模型参数无法横向扩展应用的问题,实现减阻效果类比预测功能。     

福建成品油管道停输后压力预测算法模型

停输操作在福建成品油管道运行管理中时常发生,停输再启动过程中管内压力变化剧烈。当管内压力下降时,现场人员经常误以为发生泄漏等异常事故,需巡检排查,增加了现场的管理难度。为了提高现场管理水平,从机理模型分析了管道停输时段压力变化的影响因素,并基于出站油温、压力等检测数据,同时考虑环境温度的变化,建立基于机器学习算法的压力预测模型,监测管内压力变化情况。以泉港南线和黄塘溪东出站点为例,以RMSE、MAE、R2为指标,对比了LR、SVM、DT、RF、GB这5种回归预测模型。结果表明:DT、RF、GB模型适用于福建成品油管道停输的管内压力变化分析,而RF准确度最高。建立预测模型后,利用天气预报的气温数据,可以预测未来时段管内压力的变化趋势,当预测值与检测值差别较大时,实现报警功能。     

成品油管道顺序输送调度运行优化模型及应用

基于成品油管道顺序输送过程中损耗费用较多、运行调度复杂等问题,主要从运行总费用(包括泵运行电费、混油贬值费用、设备与管线维检修费用以及工作人员管理费用)组成方面入手,以其中最主要的混油贬值损失费用与泵运行电费两者之和最小作为目标函数,建立管道调度与运行优化数学模型,并编制相应软件,可快速优化出总运行费用最小的流量方案,方案下的泵运行参数即为最优开泵运行方案指标。该套运行优化模型在西部某成品油管道进行了应用,软件计算结果与实际管道运行数据基本一致,最高误差不到5%,输送时间对泵运行费用增加最为敏感,较大的管道输量可以有效降低混油量,实现了对成品油管道顺序调度与运行优化的目的。     

考虑运行平稳性的成品油管道调度方法

成品油管道调度计划是管道完成输送任务的重要运行依据,除了要保障按时、按量地将油品输送到沿线站场外,还应尽量维持管道的平稳运行,提高管道调度整体服务质量。目前,对于采用集中分输工艺的成品油管道,已有国内外调度计划制定研究尚无法将管道运行平稳性因素纳入考虑范围。而且,部分文献证实,若仅以水力约束的方式控制管道流量,会引起管段流量在某一范围内波动频繁的问题,进而会削弱管道运行安全性,致使研究成果脱离工程实际,鲜有落地应用。本文针对单源多汇的成品油管道,在现有研究的基础上,引入了流量波动系数、操作次数上限等适应于集中分输工艺的关键参数,并基于离散时间表达方法提出优化策略。此后,对站场分输工艺、管段运行流量、批次跟踪、预估下载量、下载偏差以及流量偏差等约束进行考虑,并以下载偏差和运行流量波动最小为目标函数,结合现场在相邻站场操作时间节点上改变本站下载流量的人工编制计划经验,构建了管道调度计划自动编制模型,实现了考虑运行平稳性的成品油管道调度计划的快速制定。所建模型应用于我国包含9座站场的某实际成品油管道,在2分钟内能够准确求解出该管道月调度计划;调度计划充分考虑了该管道全分输工艺、一次性下载要求...     

成品油管道落差地段水力特性研究

成品油管道投产时期在落差地段易产生气阻,影响管道的运营和管理。因此建立气阻管段气液两相流动流型计算模型、压力梯度计算模型和持液率计算模型,并编制相关计算程序。基于已投产成品油管道气阻发生段的现场数据进行数值模拟,得出了相应模型的数值结果,为成品油管道投产时期地形起伏较大地段的气阻预防提供了理论依据并提出了预防方案。     

混油处理装置运行维修经验分享及改进

通过不断积累混油处理装置运行维护经验,提高设备预防性维护认识,定期开展设备维修。开展风险识别,梳理关键工艺参数完善仪表监控,为正常运行时监控、异常工况问题分析及安全运行提供手段。从而保证混油处理装置安全平稳高效运行,保障成品油管道顺序输送。     

大数据聚类算法在成品油输油管道泄漏检测中的应用

针对石油成品油输油管道泄漏检测易出现持续性重复报警和大量误报的问题,提出采用大数据聚类算法,建立成品油管道聚类算法模型.以湖南成品油输油管道为例,通过大数据模拟不同工况下离群系数的变化规律,对离群系数阈值进行总结,设立不同工况的阈值,提高了石油成品油输油管道泄漏检测的准确度.     

可压缩流体紧急泄放过程计算模型的工程应用

在考虑可压缩流体的介质特性和系统压力、温度、管道特性等前提下,利用提供的模型方程对达到声速的EO/EG装置循环气紧急泄放过程进行计算,其结果与现场实际测试情况基本吻合,可应用于同类装置或近似系统紧急泄放工况下管道的设计和核算,以满足特殊的安全泄放要求。同时,还对不同泄放压力、泄放时间与泄放量的关系进行了研究。     

成品油管道智能化批次调度研究现状及思考

智能化批次调度是智能油气管道建设的一项重要内容，其主要任务是在管道安全运行基础上，基于历史运行数据，采用实时算法制定出满足现场需求的调度计划。为此，以梳理成品油管道批次调度方法的发展历程为出发点，从信息和决策两个方面分析成品油管道批次调度的技术支持，归纳出智能化批次调度内容，包括趋势预测、主动调度和实时算法；以趋势预测和主动调度为重点，并结合实时算法，对成品油管道智能化批次调度的研究现状进行论述，依次介绍油品托运量预测方法、管道动态调度方法、分解算法及自学习求解算法；最后，对成品油管道智能化批次调度发展进行总结并作出展望，以期能够为其发展提供参考。     

安徽二期成品油管道顺序输送的运行分析

以中国石化安徽二期成品油管道为例,依据成品油管道水力特性和顺序输送理论,对安徽二期成品油管道各管段油品流动和受力情况等数据进行了计算和分析,总结出适合各管段的水力计算公式,为配泵和高效节能运行提供了理论依据。     

集输管道效率分析方法及节能研究

以塔河油田稠油集输管道节能降耗课题为背景,在传统的管效分析方法基础上结合管道运行工况和流体特性参数,对其进行水利和热力计算,提出了理论对比分析法,该法可用于集输管道效率分析和储能能力的评价。介绍并推导了该方法涉及的理论计算模型和计算机求解方法,利用建立的模型对塔河油田三条管道进行管效分析,结合现场测试数据,运用理论对比分析法和传统的管道评价法对塔河集输管道效率进行了分析和评价,对比两种评价方法分别确定了集输管道最佳运行参数,从理论和实际上说明了该方法的可行性和优越性。     

复杂工况下热油管道漏失识别与定位方法研究

针对复杂工况下热原油管道泄漏难以准确识别的难题,提出采用基于多元支持向量机的管道泄漏诊断方法,并建立了识别模型,可以在小样本情形下完成模型的训练工作,实现多种工况下对压力波动信号的分类识别,从而提高评判泄漏的有效性和准确性。为了解决热输原油管道负压波波速受油品及温度等因素影响较大导致的定位误差,分析了管道沿程轴向温降及修正负压波波速的方法,并采用牛顿一柯特斯积分方法对传统泄漏定位公式进行了改进。现场试验表明,基于多元支持向量机的检测方法能有效地识别管道运行异常状态．改进的漏点定位算法使得定位精度从原来的2．5％提高到1．0％。     

原油长输管道中调节阀的选型应用

调节阀的正确选型关系到原油和成品油长输管道能否安全、平稳、可靠、高效的运行。基于轴流活塞式调节阀、文丘里式O型调节球阀、迷宫式调节阀的技术特性,从调节阀的结构、可调比性、压损、维护等方面进行综合比较,针对不同工况对调节阀进行相应选型和应用,真正发挥调节阀在自动化控制中"执行单元"的作用,为原油、成品油管道平稳运行、科学管理提供有力保障。     

苯乙烯管道冷循环热力特性研究

建立了苯乙烯管道沿程温升计算的数理模型,该模型考虑了苯乙烯管道轴向与径向的传热,以及介质在管道中的摩擦生热对温升的影响。分析了管道轴向与径向的传热特点,给出了不同方向的传热计算方法,研究了不同工况下苯乙烯介质在管道输送过程中的热力特性。本研究成果对实际工程中苯乙烯管道的设计和现场实际运行具有一定的指导意义。     

考虑数据不平衡影响的钻井复杂智能诊断方法

钻井复杂的准确识别是钻井工程顺利开展的保障,现有基于机器学习的钻井复杂诊断方法未考虑钻井资料数据不平衡的特点,可能导致将钻井复杂误判为正常工况。基于决策树分类模型,建立了考虑数据不平衡影响的钻井复杂诊断方法:从录井资料、工程异常记录等现场资料中收集原始数据,提取钻压、钩载、排量等钻井参数,并以波动值构建样本集;引入错误分类成本以修正数据不平衡的影响,建立以最小错误分类成本期望值为分类目标的决策树模型,取代以最高准确率为目标的分类模型。将新模型应用于某页岩气水平井卡钻复杂诊断,结果表明:考虑数据不平衡后,模型能识别出传统方法遗漏的卡钻样本,并将成本期望值降低85%。文中处理数据不平衡的方法不局限于决策树模型,亦可推广至其他机器学习方法,帮助解决钻井复杂识别问题。     

基于现场数据的海底混输管道水力计算模型适用性分析与优化

针对渤海油田海底管道网络原始设计模型预测结果与投产后实际运行数据普遍存在差异的问题,为提高新油田开发时在役管道依托校核的可靠性和准确性,基于现场实际运行大数据,通过数据分析、噪点消除、归类总结和反演对比等方法,对混输管道水力计算模型进行适用性评估和改进。从油品性质、气液比、含水率等角度筛选3条有代表性的海底混输管道,以经过优化处理后的现场运行数据为基础,对比不同水力计算模型的压降计算误差,从而确定各类海底管道的推荐计算模型。推荐的水力模型和修正方法可为其他类似管道提供借鉴,用于海底混输管道输送能力的深入挖潜,为未来渤海油田新油气田的依托开发提供依据。     

钻井工况智能识别与时效分析技术

目前钻井作业工况识别和钻井时效分析主要依赖于现场仪器的传输效率和工程作业人员的经验诊断，存在无法处理大量实时施工数据、决策反馈机制慢、预测精度低等问题。为高效利用综合录井数据辅助工程人员进行优化决策，根据钻井过程记录的大量录井数据，开发了基于WITS标准和WITSML标准的数据传输模块，创建了将阈值法和神经网络法相结合的融合算法模型，建立包含井场信息数据和单井工况识别结果的历史数据表，编制软件对录井历史数据进行时效分析。研究结果显示，案例井的钻井工况智能识别与实际工况基本符合，预测精度大于90%，钻井时效统计误差小于1%，应用效果良好。该研究有效地提高了钻井工况识别和钻井时效分析的效率，对现场具有指导作用。