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基于改进CNN-SVM的井下钻头磨损状态评估研究

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石油机械 2024年第6期52卷 12-19页

作者：李玉梅邓杨林李基伟李乾杨磊于丽维北京信息科技大学高动态导航技术北京市重点实验室北京市朝阳区100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室中石化海洋石油工程有限公司新疆油田公司工程技术研究院

现有钻头磨损评估方法中,存在人工特征提取过程可能无法完全提取正确分类所需的信号动态特征,及需要对各个统计量进行大量计算等问题。为此,提出了一种新的基于改进卷积神经网络支持向量机(CNN-SVM)的钻头磨损程度评估算法。该算法将采... 详细信息

现有钻头磨损评估方法中,存在人工特征提取过程可能无法完全提取正确分类所需的信号动态特征,及需要对各个统计量进行大量计算等问题。为此,提出了一种新的基于改进卷积神经网络支持向量机(CNN-SVM)的钻头磨损程度评估算法。该算法将采集的近钻头原始振动数据导入CNN-Softmax模型,通过训练好的CNN模型从近钻头数据中提取主要的特征参数,将提取的稀疏特征向量输入SVM并进行故障分类,利用遗传算法实现SVM参数的优化选择,最后应用t分布随机邻域法近邻嵌入,使其故障特征学习过程可视化,以评估其特征提取能力。采用该算法对钻头磨损的现场试验数据进行了分析。分析结果表明:基于改进CNN-SVM的井下钻头磨损状态评估算法准确率高达98.33%。所得结论可为实现钻头磨损状态的进一步监测提供理论支撑。

关键词：钻头磨损状态评估卷积神经网络支持向量机特征提取可视化平均池化采样

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不同岩石多裂缝扩展规律研究

海洋石油 2024年第03期 71-76页

作者：杜林雅王家航李基伟陈进程张祯祥中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司石油工程技术研究院中石化石油工程技术研究院有限公司

为了研究不同岩石力学性能下多裂缝扩展规律，考虑流体流动对裂缝扩展以及岩石变形的影响，基于扩展有限元方法，建立水力压裂裂缝垂向扩展的数学模型，得到了多裂缝在不同力学性质岩石扩展过程中注入压力、注入点宽度、裂缝偏转度的变... 详细信息

为了研究不同岩石力学性能下多裂缝扩展规律，考虑流体流动对裂缝扩展以及岩石变形的影响，基于扩展有限元方法，建立水力压裂裂缝垂向扩展的数学模型，得到了多裂缝在不同力学性质岩石扩展过程中注入压力、注入点宽度、裂缝偏转度的变化规律，以及裂缝间距在不同岩石中的影响规律。结果表明，随着岩石弹性模量和抗拉强度的增强，相同压裂时间下的裂缝扩展长度增加，孔隙压力增加；岩石等效位移随着岩石弹性模量和抗拉强度的降低而增加，与裂缝数量呈正相关，并且随着裂缝数量的增加，岩石等效位移增加的趋势更明显；随着岩石弹性模量和抗拉强度的增强，裂缝间距对注入点孔隙压力的影响并不明显。当裂缝之间的间距增大到一定程度，裂缝间应力干扰作用减小，裂缝不发生偏转。该研究对不同岩性下水力压裂施工工艺簇间距的优选具有一定的借鉴意义。

关键词：水力压裂扩展有限元多裂缝扩展岩石力学性能

黏膜上皮趋化因子28表达与肺移植术后急性肺损伤的关系

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中华实验外科杂志 2024年第5期41卷 1003-1006页

作者：李基伟关荷韩志军李强明魏立河南省人民医院胸外科郑州450003

目的:探讨黏膜上皮趋化因子28(CCL28)与肺移植术后急性肺损伤发生的关系。方法:高通量筛选低氧条件下人肺毛细血管内皮细胞(PCEC)mRNA-CCL28高表达,同时检测肺移植术后患者血清以及肺移植小鼠肺组织mRNA-CCL28表达。观察低氧条件下PCEC... 详细信息

目的:探讨黏膜上皮趋化因子28(CCL28)与肺移植术后急性肺损伤发生的关系。方法:高通量筛选低氧条件下人肺毛细血管内皮细胞(PCEC)mRNA-CCL28高表达,同时检测肺移植术后患者血清以及肺移植小鼠肺组织mRNA-CCL28表达。观察低氧条件下PCEC培养基趋化人单核细胞(THP-1)的作用;利用腺病毒携带CCL28转染动物模型,观察过表达CCL28对肺移植小鼠炎性因子及肺损伤的影响。多组比较采用方差分析,术前及术后数据采用配对t检验。结果:肺移植术后血清CCL28表达高于术前,0.970±0.100比0.766±0.148,t=-3.217,P<0.05;经PCR检测,术后mRNA-CCL28高于术前(2.438±0.210比1.000±0.088),t=-17.844,P<0.05;低氧条件下PCEC培养基趋化THP-1,低氧组迁移细胞高于对比组(252.000±20.662比140.670±12.662),t=-7.957,P<0.05;过表达CCL28使支气管灌洗液内肿瘤坏死因子-α(TNF-α)(231.17±22.27)、白细胞介素(IL)-1β(92.81±11.44)和IL-6(317.14±39.14)分别与移植组TNF-α(184.84±14.38)、IL-1β(74.57±9.63)、IL-6(252.22±29.03)比较,表达水平高于移植组,同时过表达CCL28加重肺损伤。结论:低氧条件下CCL28高表达并趋化THP-1加重肺移植术后急性炎性反应以及肺损伤。

关键词：黏膜上皮趋化因子28 肺移植急性肺损伤

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YZ1斜井定向井小井眼侧钻技术

石油地质与工程 2024年第2期38卷 118-121页

作者：陈进程李基伟王宏民杜林雅田胜雷中国石化上海海洋油气分公司上海浦东200120

YZ1斜井是位于南黄海盆地南五凹陷北部斜坡带南中11号构造的第一口风险探井。YZ1斜井215.9 mm井眼段在钻至3588 m后无进尺,起钻至井口发现钻头落井,多次尝试打捞失败后,决定在裸眼井段注200 m水泥塞后侧钻开窗。侧钻点较深、地层强度高... 详细信息

YZ1斜井是位于南黄海盆地南五凹陷北部斜坡带南中11号构造的第一口风险探井。YZ1斜井215.9 mm井眼段在钻至3588 m后无进尺,起钻至井口发现钻头落井,多次尝试打捞失败后,决定在裸眼井段注200 m水泥塞后侧钻开窗。侧钻点较深、地层强度高、地层岩性多变、井况复杂,侧钻作业难度大。通过减少扶正器数量,选择5刀翼、强攻击性的胜利天工S323 PDC型钻头搭配1.5°螺杆马达的钻具组合,进行控压控时钻进、划槽、造台阶,克服了该段侧钻位置深、井况复杂、地层强度高等困难,一次性成功侧钻。侧钻过程顺利、新井眼轨迹平滑、井斜降低。

关键词：南黄海盆地定向井侧钻注水泥塞风险探井

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莺-琼盆地钻井温度场计算校正算法研究

阀门 2024年第9期 1150-1154页

作者：李基伟王孝山崔强汪珂欣熊振宇王宏民中石化海洋石油工程有限公司上海200120 中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司石油工程技术研究院上海200120

南海莺-琼盆地是我国南海海域典型的高温型盆地,海洋钻井环空温度场计算是准确预测和控制井筒温度的核心问题,本文基于深水钻井瞬态温度场计算模型,融合NSGA-Ⅱ多目标最优化算法,构建了深水钻井环空温度场计算校正模型。通过设定三个对... 详细信息

南海莺-琼盆地是我国南海海域典型的高温型盆地,海洋钻井环空温度场计算是准确预测和控制井筒温度的核心问题,本文基于深水钻井瞬态温度场计算模型,融合NSGA-Ⅱ多目标最优化算法,构建了深水钻井环空温度场计算校正模型。通过设定三个对流换热校正系数和两个优化目标,经过多轮种群迭代,获得最优校正系数,随后利用现场某一高温井进行验证。结果表明:随着NSGA-Ⅱ种群迭代次数的增加,三个对流换热校正系数值逐渐趋于稳定,模型所计算出的井底温度与环空出口温度均趋近于测量值,表明校正算法有效。校正后的模型具有一定的泛化能力,其计算值与实测值平均误差小于5%,可用于指导深水钻井温度场预测。

关键词：莺-琼盆地钻井温度场校正最优化

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井涌余量对套管下入深度的影响研究

石油机械 2018年第4期46卷 7-12页

作者：李基伟中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司

套管下入深度设计在井身结构设计中十分重要,直接影响一口井的套管层次和作业安全。在进行套管下入深度设计时,必须考虑井涌余量的影响。目前关于井涌余量的确定尚缺乏统一的标准,给套管下入深度的设计带来一定影响。鉴于此,根据井控作... 详细信息

套管下入深度设计在井身结构设计中十分重要,直接影响一口井的套管层次和作业安全。在进行套管下入深度设计时,必须考虑井涌余量的影响。目前关于井涌余量的确定尚缺乏统一的标准,给套管下入深度的设计带来一定影响。鉴于此,根据井控作业程序,给出了关井和循环排出溢流2个关键阶段的井涌余量计算方法,进而得出了2种套管下入深度设计方法,即关井法和循环法。通过算例仿真分析,对比了关井法和循环法对套管下入深度设计的影响。分析结果表明:关井法计算结果偏于保守,单层套管下入深度较小,安全性较高;循环法可以有效增加单层套管下入深度,减少套管层次,比较经济。最后,对应用循环法设计套管下入深度的影响因素及其适用性进行了分析。研究结果可为合理地进行套管下入深度设计提供理论参考。

关键词：井涌余量套管下入深度井身结构设计井控

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基于沙堆模型的股市自组织临界性分析

基于沙堆模型的股市自组织临界性分析

作者：李基伟天津大学

学位级别：硕士

资本市场的理论研究一直以有效市场理论为主流,但股市中的“尖峰厚尾”、“股权溢价之谜”等异常现象的存在使EMH理论备受争议。分形市场假说以及自组织临界性理论的提出,为解决这些现象提供了新的思路。论文以我国沪深股市为研究对象,... 详细信息

资本市场的理论研究一直以有效市场理论为主流,但股市中的“尖峰厚尾”、“股权溢价之谜”等异常现象的存在使EMH理论备受争议。分形市场假说以及自组织临界性理论的提出,为解决这些现象提供了新的思路。论文以我国沪深股市为研究对象,利用沙堆模型,探讨股市所具有的内在动力学机制。通过对沪深两市上涨与下跌过程中股价波动量以及波动持续时间的统计分析,发现其分布服从幂次定律,具有时空尺度下的无标度性,从而证明股市存在分形结构。分形结构的存在表明股市投资者之间具有长程相关性,股价具有长期记忆性。由于投资者风险偏好不同,导致股市的上涨与下跌性质具有差异性,损失的耗散速度比收益更快。论文通过对股价时间序列的进一步分析发现,沪深两市的信息熵较高,表明股市具有较高的无序性。同时采用重标极差法进行数据分析时,我们求得沪深两市的Hurst指数均大于0.5,表明股价具有长期的记忆性。在我们对2014年-2015年股灾时期计算Hurst指数时发现,两市的指数均有明显的提高,表明股价的记忆性明显增强。

关键词：沙堆模型自组织临界性分形市场

基于集成树的航班过站关键节点时间特征选择方法研究

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基于集成树的航班过站关键节点时间特征选择方法研究

作者：李基伟中国民航大学

学位级别：硕士

航班过站时间是由多个航班过站关键节点构成,影响因素众多,对航班过站时间的准确预估能够在航班延误发生后对下一班的航班离港时间作出正确判断,而对航班过站时间进行准确预估的前提,是对航班过站数据进行特征选择,找到影响航班过站关... 详细信息

航班过站时间是由多个航班过站关键节点构成,影响因素众多,对航班过站时间的准确预估能够在航班延误发生后对下一班的航班离港时间作出正确判断,而对航班过站时间进行准确预估的前提,是对航班过站数据进行特征选择,找到影响航班过站关键节点时间的重要特征子集,分析多维航班数据与航班过站关键节点时间的关系。当下航班过站数据特征选择普遍采用传统的数据统计方法,然而航班过站关键节点时间影响因素复杂,采用传统方法筛选特征子集难以取得满意效果。另一方面,在航班数据日益增长的大数据时代,随着民航数据量规模逐步增长,传统的离线数据处理模式也已经不适用于新的航班运控需求,在很多场景下需要在航班数据产生时立即捕获数据进行针对性的业务动作。针对上述存在的两种问题,论文进行如下研究:针对离线航班过站关键节点时间特征选择问题,提出了一种基于Light GBM集成树模型的航班过站数据特征选择方法。对航班过站数据进行研究,针对不同时间跨度的缺失航班数据设计了三种处理方法,并对类别特征进行特征编码,采用随机森林算法进行初步特征选择,基于Light GBM集成树构建航班过站数据特征选择模型,并通过网格搜索法进行参数优化。通过多组对比实验结果表明,该方法在各指标上表现更优,筛选出来的特征与航班过站关键节点时间的关联程度更高,更能反映特征数据与航班过站关键节点的关系。针对在线航班数据实时特征选择问题,设计了一种基于Spark的分布式航班过站关键节点时间实时特征选择方法,通过结合Flume与Kafka能够有效解决航班大数据流的并发采集问题,在Spark集群上使用Spark Streaming与增量Light GBM算法相结合解决实时特征选择问题,为大数据环境下的航班运控效能提升,提供了一个实时处理分析方案。实验结果表明,在保证预测准确度的情况下,该方法处理能力更高,效果更好。

关键词：集成树特征选择航班过站 LightGBM Spark

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深水导管柱承载能力的研究

深水导管柱承载能力的研究

作者：李基伟燕山大学

学位级别：硕士

深水钻井水下井口上部连接防喷器组及隔水管，下部连接套管串，在钻井作业过程中承受作用力很复杂，一旦发生井口失稳，将会带来严重后果。导管柱承载能力的强弱直接影响到井口的稳定性。如果导管柱的尺寸过小或下入深度不足，造成井口... 详细信息

深水钻井水下井口上部连接防喷器组及隔水管，下部连接套管串，在钻井作业过程中承受作用力很复杂，一旦发生井口失稳，将会带来严重后果。导管柱承载能力的强弱直接影响到井口的稳定性。如果导管柱的尺寸过小或下入深度不足，造成井口失稳，塌陷等钻井事故;如果钻井导管的尺寸或入泥深度过大，造成经济上不必要的浪费。因此对导管承载力和下入深度的研究具有重要的意义。文章应用有限元分析软件ABAQUS对导管横向稳定性进行分析。首先基于有限元分析软件ABAQUS建立导管柱横向受力模型，在模型中把导管看作插入土壤中的等强度的梁，用可以描述管柱和地基之间非线性作用特性的p-y曲线法描述地基反力，应用ABAQUS中的非线性弹簧单元模拟导管受到的非线性土壤抗力。并通过算例与专业软件FLPIER、COM624P和GPILE相比验证模型的可靠性，最后通过算例，分析了导管直径、壁厚、下入深度、井口受力状况对导管横向承载能力的影响情况。根据导管下入施工工艺，分析导管柱最容易发生塌陷的危险情况，即导管受到竖向载荷最大的情况。根据桩基理论和土力学相关知识，建立这种情况下的导管竖向受力分析模型并给出相应的承载力计算方法。本文结合入泥桩承载力的时间效应给出导管合理的下入深度设计方法。通过分析土力学中桩承载力时间效应的预测方法，选用一种适合我国深水区域的计算导管柱承载力时间效应方法，结合了导管承受最大竖向载荷的受力模型，设计出导管最佳的下入深度。最后通过算例分析了导管直径、壁厚、恢复时间、承载力增长系数对导管竖向承载能力的影响。依据上述理论研究，利用VB6.0研发了导管下入深度分析软件，对现场深水钻井下入导管作业有一定的指导意义。

关键词：导管喷射钻井承载能力 ABAQUS 时间效应下入深度