發(fā)布時間：2018-10-29 19:04

【摘要】：石油作為重要的戰(zhàn)略資源,對國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重要的貢獻。當前機械采油法作為主要采油方式,而油管作為該采油過程中的主要設備,其在服役期間經(jīng)常會出現(xiàn)疲勞破壞、腐蝕、磨損甚至斷裂等現(xiàn)象,對正常采油作業(yè)過程構成嚴重威脅,甚至可能造成巨大的經(jīng)濟損失,因此對油管損傷狀態(tài)的評價具有重要的現(xiàn)實意義。油管漏磁檢測技術作為一種應用廣泛的電磁無損檢測技術,在保證油田安全生產(chǎn)方面具有重要的作用。本文在分析當前國內(nèi)外油管漏磁檢測技術研究現(xiàn)狀的基礎上,針對如何進一步提高當前油管漏磁檢測精度的問題,采用有限元分析和實驗研究相結合的手段,對油管漏磁檢測過程中缺陷漏磁場的分布規(guī)律、漏磁信號的降噪處理、缺陷位置識別和缺陷輪廓反演等幾個方面進行了重點研究,為油管漏磁檢測的精準自動分級處理提供了相應的技術支撐。本文主要完成了如下的研究工作：(1)國內(nèi)外文獻綜述。廣泛收集、分析了近年來國內(nèi)外油管漏磁檢測技術的研究文獻,總結了當前在該研究領域所取得的研究成果和存在的問題,并對油管漏磁檢測技術開展了大量的現(xiàn)場調(diào)研,在此基礎上提出了本文的研究方向和思路。(2)開展了油管缺陷漏磁場分布規(guī)律的研究。在調(diào)研和統(tǒng)計油管典型缺陷的基礎上,建立了油管典型缺陷的三維有限元分析模型,針對不同類型和不同輪廓尺寸的缺陷開展了大量的有限元分析研究,得到了典型缺陷漏磁場的分布規(guī)律,同時獲得了油管缺陷輪廓尺寸與漏磁場強度的關系。(3)開展了漏磁信號的去噪研究。針對漏磁信號容易受到噪聲干擾的問題,開展了小波去噪方法在漏磁信號降噪中的應用研究,提出了采用信噪比(SNR)指標作為選擇小波基函數(shù)和分解尺度(層數(shù))的依據(jù),并引入盲信號分離思想,提出了一種基于粒子群智能優(yōu)化的自適應小波去噪閾值選擇方法,為進一步提高漏磁信號的信噪比奠定了基礎。(4).建立了油管內(nèi)外表面缺陷的分類模型。為了避免油管缺陷位置對缺陷定量評價精度的影響,通過對漏磁信號的特點進行分析,提取了漏磁信號軸向分量和徑向分量的時域和頻域信號特征量。將支持向量機學習方法引入到油管缺陷位置的分類問題中,建立了基于粒子群優(yōu)化的支持向量機油管內(nèi)外表面缺陷分類模型。(5)為進一步提高油管內(nèi)外表面缺陷的分類精度,克服單傳感器檢測的局限性,引入多傳感器數(shù)據(jù)融合技術,構建了基于多傳感器決策級數(shù)據(jù)融合的油管內(nèi)外表面缺陷識別系統(tǒng)。(6)開展了基于支持向量回歸機的缺陷輪廓直接反演方法研究。針對當前油管缺陷輪廓直接反演方法的不足,建立了基于支持向量回歸機的規(guī)則缺陷輪廓直接反演模型。為適應對油管缺陷不規(guī)則輪廓反演的需求,將多輸出支持向量回歸機方法引入到油管缺陷輪廓反演中,建立了基于多輸出支持向量回歸機的油管缺陷不規(guī)則輪廓直接反演模型。(7)從提高油管缺陷定量評價精度出發(fā),引入貝葉斯估計思想,提出了基于粒子濾波的油管缺陷輪廓遞推反演新方法,重點研究了多元回歸模型、神經(jīng)網(wǎng)絡模型和支持向量回歸機模型作為觀測模型對反演精度的影響。同時為了進一步提高粒子濾波反演方法的精度,提出了基于PSO優(yōu)化的粒子濾波反演方法,有效改善了基本粒子濾波方法中存在的粒子貧化現(xiàn)象,提高了該反演方法的估計精度。總之,本文針對如何進一步提高油管漏磁檢測定量評價精度的問題,重點開展了對缺陷漏磁場的分布規(guī)律、漏磁信號的降噪處理、缺陷位置識別和缺陷輪廓反演方法等關鍵技術的研究,提出了有效提高油管漏磁檢測精度的方法,并通過相應的實驗數(shù)據(jù)驗證了所提出方法的可行性和有效性,為提高油管的定量評價精度和實現(xiàn)自動分級處理提供了相應的技術支撐。因此,本文的研究工作具有重要的理論參考和實際應用價值。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE973.6;TP18

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本文編號：2298530