声信号多尺度解析与催化剂结焦的检测

 基于声波检测技术，结合频谱分析及小波分析方法，实现了催化剂结焦的在线检测。通过Ø 150 mm冷模流化床实验发现，常温下以空气为流化气体时，FCC新鲜催化剂和结焦催化剂颗粒撞击流化床壁面产生的声信号频谱具有明显的差异。进一步分析两种信号十尺度小波分解后的能量分率发现，两者在特征频段上同样存在差异，说明声信号多尺度方法能够清晰指示催化剂的结焦，有效地监控催化剂的结焦过程。由此获得了一种实时在线、非侵入式的催化剂结焦检测手段。     

循环流化床颗粒输送斜管的压力脉动特性

以循环流化床输送斜管为研究对象,通过改变颗粒质量流率,测量斜管内蝶阀上、下两处的动态压力。结果表明,随着颗粒质量流率增加,蝶阀上、下方颗粒的流动形式均发生变化,斜管内的颗粒流态发生变化,动态压力的波动幅度逐渐增加。蝶阀下方的动态压力标准偏差与颗粒质量流率呈线性关系,能够用于表征循环流化床的颗粒质量流率。压力脉动的小波分析表明,斜管内蝶阀上、下方均存在一个主频,是由于斜管自身的流动结构所致,但蝶阀下方还存在一个次频,是由于气体脉动以及气、固两相的相互作用所致,且次频所占能量随颗粒质量流率增加而降低。斜管下料产生的脉动压力是一种低频压力,是斜管振动的激振源。     

煤岩径向井-脉动水力压裂裂缝扩展规律与声发射响应特征

径向井-脉动水力压裂是一种煤层高效增透新方法。利用声发射仪和伺服式脉冲疲劳试验机,开展了煤岩径向井-脉动水力压裂室内实验。基于广义关联积分分形维数计算方法与型煤岩样声发射信号响应特征,分析了压裂过程中微裂缝发育特点和宏观裂缝扩展规律,探究了径向井分支数、长度、脉动频率和振幅等参数对压裂效果的影响规律。实验结果表明,低压脉动压裂阶段声发射信号相对分散,脉动能量促使微裂缝发育;高压脉动压裂阶段声发射信号相对集中,脉冲能量促使主裂缝快速延伸;呈非对称展布的径向井眼数量越多、长度越长,煤岩增透效果越好。实施径向井-脉动水力压裂时应控制初始脉动压力低于煤岩起裂压力,适当延长低压脉动作用时间,使微裂缝在近井地带充分发育,以降低主裂缝延伸压力,形成更大尺度宏观裂缝。     

小波分析技术在多相流系统中的应用

提出了一种将小波分析技术应用于多相流系统进行流型判别的方法。对采集的多相流信号进行小波分解 ,在不同尺度上提取特征值 ,并提出了两种特征值参数的提取方法 ,分别应用于气液两相流和气固流化床系统中 ,进行流型的辨识。试验结果表明利用所提出的特征值可以有效地对气液两相流流型以及气固流化床从固定床向鼓泡床的转变进行判别。     

稠密气-固流中介尺度结构的识别

在冷模气-固流化床实验装置中,研究了鼓泡床与湍流床内的介观两相流动结构。测量了床层内不同轴、径向位置处的瞬时固含率脉动信号,编写了Matlab软件对光纤信号进行解耦。采用三阶统计矩法(偏斜度法)确定了气泡相阈值,发现在床层中心区域,气泡相阈值在0.26~0.35内变化。气泡相与乳化相的平均固含率随气速的增大而减小,颗粒聚团的平均固含率在0.550~0.555之间变化,基本不受操作气速以及径向位置变化的影响,颗粒聚团的出现频率在0.5~3.2 Hz之间变化。     

气固流化床中空隙率波动信号的自由度数确定

确定气固流化床体系的自由度数是对该系统进行定量描述的前提和基础。本文采用小波分析方法,将气固流化床中空隙率波动信号进行小波变换,以相空间重构和混沌分析理论为基础,通过G-P算法和Liangyuechao提出的方法计算空隙率波动信号小波系数的最小嵌套维,从而确定了气固流化床中空隙率波动信号的自由度数,并对两种确定最小嵌套维的方法进行了比较。     

烯烃聚合流化床反应器宏尺度模型化

综述了宏尺度反应器模型,并对流化床反应器的几种典型模型(全混流模型、两相和三相模型以及小室模型)的特点进行了分析和比较.指出全混流模型过于简化,不能反映反应器内非理想的流动和混合状态;而两相、三相模型可以满足一般的工业生产要求,但是将气泡相和乳胶相假设为全混流或平推流,同样偏离实际,且计算过程较为复杂;形象直观的小室模型可以更准确地反映反应器内的流动和混合过程,计算过程较为简单,具有广泛的应用前景.     

基于小波变换的声波法输油管道泄漏检测方法

利用声波法对输油管道进行泄漏检测,能检测到管道小流量的缓慢泄漏,从而克服了负压波检测法的不足.通过对热油长输管道原油温度沿程变化所造成的声波速变化的研究,改进了热油长输管道中声波波速随距离变化的具体函数表达式.利用多尺度小波变换以及阈值消噪的方法对声波泄漏信号进行分析,小波变换系数极值的奇异性准确地反映了泄漏信号的突变点,提高了泄漏定位的精度.     

小波包变换在井眼防碰振动信号处理中的应用

随着海上油气田加密井调整开发技术应用越来越普遍,钻井过程中井眼碰撞的风险也成了一个不容忽视的问题。在采用钻头振动波方法进行丛式井防碰监测时,将小波分析应用于复杂环境下钻头振动信号的特征提取。采用小波包对信号的各频带进行分解,将信号分解成不同尺度域,得到信号在不同频带内的能量分布特性,通过能量大小对比分析,得出了振动特征显著的4个尺度。对特征尺度进行功率谱分析发现,其信号幅值和能量集中在200～300 Hz范围内;当钻头趋近邻井套管时,信号特征分量发生显著变化,为防碰信号处理提供了新的思路。     

小波分析在水淹层定性评价中的应用

小波分析具有多分辨率的特点，在时频两域都具有表征信号局部特征的能力，是一种窗口大小不变但其形状可以改变的时频局部分析方法。由于小波系数与储层有着很好的相关性，对于岩相变化较小的复杂碳酸盐岩储层，小波分解后的高频小尺度信号就是岩石中流体性质情况的反映。水淹层评价中最重要的就是弄清楚地层中流体性质的变化情况，故利用Daubechies小波函数对测井资料中的电阻率曲线进行离散小波变换和小波单支重构，然后计算小波系数能量和单支重构高频信号能量，作出平均能量随分解层数（尺度）变化的关系图，从而定性地评价水淹层。通过在让那若尔油气田2口井的实际应用，证明该方法在水淹层定性识别中不受岩性、孔隙结构等因素的影响，具有广泛的应用价值。     

颗粒回料量对循环流化床下部压力脉动的影响

在一套循环流化床冷模实验装置上,考察了颗粒回料量对循环流化床提升管下部压力脉动特性的影响。结果表明,提升管下部瞬态压力呈现低频高幅、高频高幅与高频低幅的脉动特征;当提升管出口上方为零床层操作模式时,压力脉动主频在2 Hz以下,脉动能量随着颗粒回料量的增加而增加;当提升管出口上方为有床层操作时,脉动主频主要为20~25Hz频段,脉动能量随着颗粒回料量的增加而降低。     

FCCU立管内催化剂下行流动的脉动压力分析

针对FCCU立管存在的振动问题,在大型实验装置上对φ150 mm×9000 mm立管内颗粒下行流动的脉动压力进行了实验测量。依据两个典型颗粒质量流率50 kg/m2s和395 kg/m2s的测量结果,采用脉动压力信号之间的相干特性分析,探讨了脉动压力的形成和传递特性。实验结果表明立管内催化剂颗粒下行过程具有很强的动态特性,表现为脉动压力。立管内稀密两相共存的流态时,稀相部分的脉动压力来源于入口,向下传递,密相部分的压力脉动来源于出口,向上传递;当立管浓相输送流态时,脉动压力主要是进口处进料、下行颗粒浓度变化和下行颗粒对气体压缩的结果,向下传递。脉动压力中频率<0.3部分形成了立管振动的振源。     

声波法测量颗粒速度的研究

研究了颗粒运动速度测量的新方法,利用颗粒运动碰撞壁面产生声波的机理以及功率谱分析,建立了声波法测定颗粒速度的AE-v方程,揭示了声波信号的特征峰能量与颗粒速度之间的定量关系.在内径为35mm的循环管内,调节不同气速(16～22 m3/h),首次使用声波法对平均粒径分别为0.51,0.64,0.88,1.02,1.24 mm的5种线性低密度聚乙烯颗粒作用于循环管壁面的声波信号进行了测量.通过循环管颗粒作用声波信号的功率谱分析,发现颗粒速度与特征频率段的积分值成线性关系,并得到AE-v模型,实现了颗粒速度的在线测量,模型计算值与实际取样值的平均相对偏差为2.22%.     

Hilbert-Huang 变换在提取声波测井信号储集特性中的应用

阵列声波信号属于典型的非线性和非平稳信号,传统的分析方法主要包括短时傅里叶变换、小波变换和Winger鄄Ville 变换等。Hilbert鄄Huang 变换是一种分析非平稳信号的新方法,该方法的关键是对信号进行经验模态分解,将复杂的信号分解为有限数量的几个固有模态函数,从而得到信号的Hilbert 能量谱。 将该方法应用于阵列声波测井信号处理上,对声波测井信号进行经验模态分解并得到Hilbert 能量谱,分析能量谱与储层岩性参数的联系。结果表明,Hilbert 能量谱与某些储层特性存在一定的联系。     

用多尺度慢度-时间相关法提取反射纵波的方法研究

声波全波列中反射纵波一般位于滑行纵波与滑行横波之间,幅度比较小,常被其他模式波淹没,难于提取.小波变换具有在时间域和频率域时信号进行局部化的特点,在声波信号处理中有着广泛的应用前景.利用双树复小波对声波全波进行多尺度分解,在合适的尺度上重构波形,达到压制高能量信号、增强反射纵波的目的.并充分利用小波变换保留时问域的特性.将慢度时间相关法与多尺度方法相结合,对重构波形求取慢度-时间相关图,以此确定反射纵波的时间区域,切除其他与反射纵波频率接近的模式波,对反射纵波的提取得到了较好的效果.     

应用小波尺度域地震波衰减属性检测气层

本文从小波域瞬时参数和尺度能量方程出发,提出小波尺度域的能量属性和瞬时属性在一定的尺度范围内可以表征地震信号的衰减特征,并把它们定义为小波尺度域地震波衰减属性。其含义为：①实际地震信号的尺度能量在极值点尺度达到最大,从该尺度起的“带通”范围内,随尺度的减小,反射信号的尺度能量呈指数降低;②由极值点尺度起向小尺度方向的“带通”区域内所计算的尺度能量称为地震波尺度能量衰减属性,相应尺度的瞬时参数剖面也归结为地震波小渡尺度域衰减属性范畴。理论模型研究和实例分析表明,小波衰减属性较常规的瞬时振幅属性对气层的敏感性强。当检测薄的含气地层或地震记录中含噪声时。小波衰减属性的检测效果明显好于常规的瞬时振幅属性。     

循环流化床回路颗粒过阀压差脉动特性及对提升管内压力脉动的影响

在循环流化床冷模实验装置上,分别调节提升管内表观气速和回料管上阀门开度,测量并分析了颗粒过阀压差脉动特性及其对提升管内压力脉动的影响。结果表明:随着提升管内表观气速的降低或阀门开度的增加,颗粒过阀依次会呈现股状出料和连续出料两种形式;股状出料时颗粒过阀的压差脉动标准偏差较大,呈单主频特性,主频在0.35 Hz左右;连续出料时颗粒过阀的压差脉动标准偏差相对较小,呈双主频特性,分别对应0.35Hz和2.5Hz左右,其中2.5Hz主频能量相对较大。颗粒过阀压差脉动直接影响提升管内压力脉动行为,在提升管下部较为明显,提升管内压力脉动主频与颗粒过阀压差脉动主频分布相同。     

循环流化床颗粒循环回路上动态压力的测量与分析

为了考察循环流化床颗粒循环回路上流化床、提升管和旋风分离器料腿等主要单元的压力脉动诱因,采用实验的方法,在颗粒循环速率为3.5kg/s、流化床表观气速为0.11m/s、提升管表观气速为3.5m/s、颗粒质量流率为200kg/(m2·s)的操作条件下,同时测量3个单元上的动态压力。结果表明,3个单元均存在有压力低频高幅的波动,即压力脉动现象,其中,流化床的压力脉动来源于上行的气泡扰动,提升管的压力脉动来源于斜管下料的不稳定性和颗粒团聚,料腿的压力脉动来源于进出口和颗粒与气体的相互作用。对比3个单元的压力脉动表明,料腿下部的压力脉动强度最大。在颗粒循环回路上,一个单元产生的压力脉动流入下一个单元时,由于流态发生改变导致压力脉动很快衰减。     

基于小波时频分析的测井层序地层划分方法

介绍了小波变换时频分析的基本原理和步骤,探讨了利用小波分析方法划分地层层序的地质依据,通过对理想层序地层模型的分析,总结了层序界面在时频能量图和小波系数曲线上的特征。对测井信号进行小波分析,选用合适的尺度划分不同级别的层序,为层序地层分析特别是高分辨率层序地层分析提供了一种可行的定量划分方法。     

湍动流化床中气泡行为和压力脉动特性的研究

 详细研究了在500mm×30mm×6000mm大型二维湍动流化床中FCC催化剂颗粒的床层轴向空隙率分布和床层的压力脉动。根据床层空隙率变化,建立了1个可以同时适用于鼓泡流化床和湍动流化床的气泡平均直径模型。该模型的计算结果与实验观察和实验测得的床膨胀规律均一致,并且与床层压力脉动的变化趋势也一致。在压力脉动沿床层轴向高度的分布图中,曲线呈水平“S”型。根据压力脉动的变化,床层可以分为分布板影响区、气泡生长区、料面影响区和稀相区4个区。根据床层稀、密相压力脉动的剧烈变化,提出了一种确定稀－密相界面高度的新方法,该方法简单实用。