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基于IWOA-LSSVM的管道腐蚀剩余强度预测研究

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机械强度 2024年第2期46卷 468-475页

作者：张佳李林峰王浩杰张挺中石油长庆油田分公司页岩油产能建设项目组庆阳745000

针对管道腐蚀剩余强度的预测问题,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm,IWOA)-最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LSSVM)组合算法模型的剩余强度预测方法。首先对管材腐蚀剩... 详细信息

针对管道腐蚀剩余强度的预测问题,提出了一种基于改进鲸鱼优化算法(Improved Whale Optimization Algorithm,IWOA)-最小二乘支持向量机(Least Square Support Vector Machine,LSSVM)组合算法模型的剩余强度预测方法。首先对管材腐蚀剩余强度的影响因素进行分析,在此基础上,对LSSVM算法和IWOA进行理论介绍,提出模型的组合方法。以我国某油田的L245N材质管道为例,使用部分管材腐蚀剩余强度及其影响因素数据对组合模型进行训练,对另一部分数据进行预测,以此验证提出的组合模型的准确性及先进性。研究表明,所提出的IWOA-LSSVM模型在预测L245N管材腐蚀剩余强度的过程中,其均方根误差为0.3235%,平均相对误差为2.17%,拟合优度为0.988,三项评价指标均优于PSO-LSSVM模型和WOA-LSSVM模型。因此,使用IWOA-LSSVM模型可以对L245N管材腐蚀剩余强度进行准确预测,进而为L245N管材的维修及更换提供数据支持。

关键词：管材腐蚀剩余强度改进鲸鱼优化算法最小二乘支持向量机 L245N材质

基于深度极限学习机的燃气轮机气路故障诊断技术研究

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北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 89-98页

作者：宋文强沈登海国家管网集团西部管道有限责任公司乌鲁木齐830013

为提高输气管道设备中燃气轮机的可靠性和可用性,在稳态仿真模型的基础上,形成包含现场可测量参数、健康状态参数和故障类型的故障数据库。从参数动态调整和空气质点混沌初始化两个方面对风驱动(wind driven optimization, WDO)算法进... 详细信息

为提高输气管道设备中燃气轮机的可靠性和可用性,在稳态仿真模型的基础上,形成包含现场可测量参数、健康状态参数和故障类型的故障数据库。从参数动态调整和空气质点混沌初始化两个方面对风驱动(wind driven optimization, WDO)算法进行改进,再利用改进算法(improved wind driven optimization, IWDO)对深度极限学习机(deep extreme learning machine, DELM)的超参数进行寻优,并试算不同模型结构对分类效果的影响,最终形成最优IWDO-DELM组合模型。结果表明,仿真模型的热力和水力参数准确,可以为故障数据库的生成提供基础;最优DELM的模型结构为9-81-44-1,激活函数均为Sine;IWDO-DELM模型在训练集和测试集上的故障分类准确率分别为99.12%、98.83%,优于支持向量机(support vector machine, SVM)、反向传播神经网络(back propagation, BP)、相关向量机(relevance vector machine, RVM)和极限学习机(extreme learning machine, ELM)等模型的计算结果。通过现场验证,证明了IWDO-DELM模型可有效识别燃气轮机气路上的单故障和多故障类型。研究结果可为输气管道的安全平稳运行提供实际参考。

关键词：深度极限学习机风驱动算法燃气轮机气路故障分类准确率

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“油公司”模式下石油物资采购存在的问题及对策研究

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中国物流与采购 2024年第5期 45-48页

作者：彭浩张杰江岚高彦峰中石油西南油气田物资分公司西南石油大学经管院中石油西部钻探吐哈钻井公司

在国内外石油企业进一步降本增效的背景下,我国石油企业开启了“油公司”改革以提升企业效益并增强企业竞争力,而有效控制采购成本则成为了“油公司”模式改革的重点关注内容与重要手段。本文对“油公司”模式下石油物资采购进行分析,... 详细信息

在国内外石油企业进一步降本增效的背景下,我国石油企业开启了“油公司”改革以提升企业效益并增强企业竞争力,而有效控制采购成本则成为了“油公司”模式改革的重点关注内容与重要手段。本文对“油公司”模式下石油物资采购进行分析,针对其存在的问题提出相应的改进策略,旨在提升石油企业物资采购管理工作水平,提高石油企业经济效益。

关键词：油公司模式石油企业物资采购

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基于㶲分析的天然气提氦联产LNG工艺优化

天然气工业 2024年第6期44卷 122-132页

作者：蒋洪刘清松祝梦雪程祥西南石油大学石油与天然气工程学院中国石油管道局工程有限公司第二工程分公司中国石油工程建设有限公司西南分公司

㶲分析是评估能量品位和能量利用效率的有效手段。基于㶲分析结果,可以准确识别工艺流程中不可逆性损失的位置及其产生的原因,并可为工艺优化提供方向。为提高某天然气凝液回收提氦联产LNG装置其关键设备的㶲效率,降低装置整体能耗,在采用... 详细信息

㶲分析是评估能量品位和能量利用效率的有效手段。基于㶲分析结果,可以准确识别工艺流程中不可逆性损失的位置及其产生的原因,并可为工艺优化提供方向。为提高某天然气凝液回收提氦联产LNG装置其关键设备的㶲效率,降低装置整体能耗,在采用改进的㶲分析方法基础上,基于Aspen HYSYS软件,详细分析了该装置关键设备的效能,进而提出工艺优化方案。研究结果表明:①㶲损可划分为4类,改进的㶲分析方法能得出设备的各类㶲损占比,用于评估设备的改进潜力;②在大多数设备中,内源性㶲损大于外源性㶲损,压缩机和空冷器主要为可避免内源性㶲损,冷箱的主要㶲损类别各异,塔器主要为不可避免㶲损;③采用多级闪蒸提浓代替双塔提浓,即脱甲烷塔塔顶气先进入氦气提浓塔预提浓后,再进入液化单元进一步提浓,总压缩功较原方案降低11575 kW,有效能利用率更高。结论认为,改进工艺后的㶲损较原方案降低了约21648.4 kW,系统㶲效率提高了约14.75%,优化结果验证了改进㶲分析在天然气提氦联产LNG工艺中的可行性,为实际工程中提氦工艺的优化提供了参考。

关键词：凝液回收提氦 LNG 㶲分析㶲损㶲效率节能降耗工艺优化

变频器低电压穿越引起的压缩机喘振及改进措施

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油气储运 2024年第4期43卷 439-448页

作者：蒲斌李星星杨福超孙义伟国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】变频器低电压穿越功能是供电波动时保持变频器连续运行的一种方式,但电驱离心式压缩机在变频器低电压穿越过程中会造成压缩机喘振。喘振对离心式压缩机的平稳运行有较大危害,需分析低电压穿越引起喘振的原因、制定改进措施,以... 详细信息

【目的】变频器低电压穿越功能是供电波动时保持变频器连续运行的一种方式,但电驱离心式压缩机在变频器低电压穿越过程中会造成压缩机喘振。喘振对离心式压缩机的平稳运行有较大危害,需分析低电压穿越引起喘振的原因、制定改进措施,以防止压缩机再次发生喘振。【方法】选取西气东输二线吐鲁番联络压气站电驱离心式压缩机为例,对变频器低电压穿越过程中压缩机转速、压力、流量、防喘振工作裕度等参数的变化情况进行分析。由于变频器低电压穿越过程中压缩机转速快速下降造成防喘振控制响应不及时,从而导致压缩机发生喘振;压缩机喘振后压力、流量剧烈波动使防喘振裕度控制失效,引起压缩机持续喘振。制定防喘振控制改进措施:增加低电压穿越时预防喘振控制措施及低电压穿越的状态判断,根据变频器低电压穿越过程中压缩机工作裕度、出口压力变化情况制定预防性打开防喘阀到指定开度的条件;增加压缩机喘振检测及保护措施,通过压缩机喘振后明显变化的出口压力、振动变化检测压缩机是否发生喘振,喘振后快速打开防喘阀摆脱喘振状态。【结果】通过改进措施的应用,解决了低电压穿越过程中的喘振问题;通过设定工作点裕度、出口压力变化阈值的方式,减少了提前打开防喘阀干预的频次,较短时间内恢复了压缩机正常运行。【结论】研究成果可有效减轻喘振危害,提升电驱离心式压缩机的运行平稳性,为电驱离心式压缩机优化防喘振控制、增加喘振检测提供参考。(图9,表1,参23)

关键词：压缩机低电压穿越喘振裕度出口压力

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基于管道应变的应力弱磁检测模型

油气储运 2024年第1期43卷 67-74页

作者：田野国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】金属磁记忆(Metal Magnetic Memory,MMM)应力检测技术支持非接触、在线检测,在以钢制油气管道为代表对象的铁磁性材料应力损伤检测领域具有很好的应用潜力,现有研究缺乏对磁力学关系的全面分析,需要建立一套完整的磁力学关系体... 详细信息

【目的】金属磁记忆(Metal Magnetic Memory,MMM)应力检测技术支持非接触、在线检测,在以钢制油气管道为代表对象的铁磁性材料应力损伤检测领域具有很好的应用潜力,现有研究缺乏对磁力学关系的全面分析,需要建立一套完整的磁力学关系体系,明确MMM检测信号与弹塑性阶段应力集中的对应关系。【方法】基于J-A理论,建立管道磁化强度与应变关系数值模型,计算分析管道变形过程中MMM检测信号特征,研究了应力影响下的无磁滞磁化曲线形状参数、钉扎系数对MMM信号的影响规律,并对应变与磁信号的关系开展全尺寸水压试验验证。【结果】管道在受力过程中,应变逐渐增大,磁化强度曲线在弹性变形阶段发生第1次翻转,翻转位置位于近屈服处,且随无磁滞磁化曲线形状参数的增大而提前;当管体发生塑性变形时,位错引起材料磁学特性改变,磁化强度曲线出现第2次翻转,翻转位置位于屈服点附近,且受钉扎系数影响较大,随着钉扎系数增大,翻转位置延后,翻转处应变呈2次函数减小趋势,第1次翻转与第2次翻转方向相反。【结论】利用该特征,根据磁记忆信号翻转规律与被检管道相同材料标定试验结果的相位对比分析,可判断钢制油气管道应力集中处是否发生塑性应变,实现对管道应力集中区域的快速定性检测。(图8,参30)

关键词：管道应变应力检测磁记忆磁-力学关系

油气管道工程用X80三通优化设计及增材制造技术

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油气储运 2024年第7期43卷 787-795页

作者：田野国家管网集团西部管道有限责任公司

【目的】传统热挤压三通制造工艺复杂,组织性能与质量水平不稳定,容易出现三通本体强度或韧性不满足标准要求等问题,严重制约油气管道的安全平稳运行,因此亟需对三通的性能提升与质量控制方法开展研究。【方法】通过对油气管道工程用X8... 详细信息

【目的】传统热挤压三通制造工艺复杂,组织性能与质量水平不稳定,容易出现三通本体强度或韧性不满足标准要求等问题,严重制约油气管道的安全平稳运行,因此亟需对三通的性能提升与质量控制方法开展研究。【方法】通过对油气管道工程用X80钢级、直径1219 mm等径三通的结构进行优化设计与安全性评价,改善局部应力集中的问题。采用京雷焊丝与电弧增材技术实现了等径三通的增材制造,对产品开展微观组织、力学性能、缺陷与残余应力测试,并对等径增材三通及其环焊缝进行耐压试验与往复循环压力波动试验。【结果】在控制总质量的前提下,优化改进三通结构后,设计压力下三通所受最大应力降低了38 MPa,三通主管连接区域应力降低约50%。增材制造的X80三通力学性能稳定,各部位、方向心部与表面的性能及组织均匀,强度、韧性各向异性小,无厚度效应。相控阵超声与常规超声适用于增材制造三通的缺陷检测,整体热处理可显著降低增材制造三通生产过程中的残余应力。【结论】X80增材制造三通及其连接环焊缝性能远高于同钢级热挤压三通,整体可承受的最大压力超过57.5 MPa,焊接短节爆破裂纹扩展至增材三通管件肩部后停止,具有良好的韧性与止裂能力。增材制造技术提高了三通的安全性与稳定性,为低温服役环境等特殊场景适用的三通设计与制造提供了新的思路与方法。

关键词：油气管道高强度三通增材制造 X80钢

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基于逆时域分析的压缩机组接地缺陷自动检测方法

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化工自动化及仪表 2024年第4期51卷 652-657页

作者：张洪涛国家管网集团西部管道公司兰州输气分公司

为解决压缩机组接地缺陷检测费时费力的问题,提出基于逆时域分析的压缩机组接地缺陷自动检测方法。采用多个传感器采集压缩机组由于接地缺陷产生的行波信号,利用极大重叠离散小波包(MODWT)方法对采集到的行波信号进行降噪处理后,采用同... 详细信息

为解决压缩机组接地缺陷检测费时费力的问题,提出基于逆时域分析的压缩机组接地缺陷自动检测方法。采用多个传感器采集压缩机组由于接地缺陷产生的行波信号,利用极大重叠离散小波包(MODWT)方法对采集到的行波信号进行降噪处理后,采用同步压缩短时傅里叶变换(SSTFT)方法提取压缩机组的行波信号脊线,并通过同步压缩逆变换重构脊线对应的时域信号,完成压缩机组行波信号特征的提取;将提取到的行波信号特征输入支持向量机进行训练,采用训练完毕的支持向量机对压缩机组接地缺陷进行诊断。实验结果表明:该方法应用同步压缩傅里叶变换方法获取的信号主频特征清晰,特征提取优势显著;并且该方法可精准实现压缩机组接地缺陷的自动检测。

关键词：压缩机组极大重叠离散小波包傅里叶变换同步压缩支持向量机信号降噪

优化遗传算法在天然气管网流量分配过程模拟计算中的应用

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计量学报 2024年第6期45卷 848-856页

作者：刘明亮中国石油化工股份有限公司天然气榆济管道分公司山东济南250000

在天然气管网流动过程中,多根管道连接处气体流动不均匀,流量分配的损失难以精确计算,对下游管道天然气参数带来计算误差。以管网实际数据为基础,构建了流量分配多目标优化模型,采用线性化方法处理控制方程,通过对边界条件的选取,将多... 详细信息

在天然气管网流动过程中,多根管道连接处气体流动不均匀,流量分配的损失难以精确计算,对下游管道天然气参数带来计算误差。以管网实际数据为基础,构建了流量分配多目标优化模型,采用线性化方法处理控制方程,通过对边界条件的选取,将多目标优化模型简化为单目标优化模型,并将控制矩阵改写为可以使用TDMA方法求解的三点格式。使用遗传算法求解流量分配后各参数,通过监测计算误差对计算模型及时修正,对管网后续流量分配过程进行计算。结果表明,该方法可以准确模拟天然气管网流量分配过程,压力、流量的最大相对误差分别为0.15%、0.31%,温度误差为0.16 K,满足能量计量要求。

关键词：能量计量天然气管网流量分配线性化遗传算法

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