【摘要】：石油作為重要的戰(zhàn)略資源,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的貢獻(xiàn)。當(dāng)前機(jī)械采油法作為主要采油方式,而油管作為該采油過(guò)程中的主要設(shè)備,其在服役期間經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞、腐蝕、磨損甚至斷裂等現(xiàn)象,對(duì)正常采油作業(yè)過(guò)程構(gòu)成嚴(yán)重威脅,甚至可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,因此對(duì)油管損傷狀態(tài)的評(píng)價(jià)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。油管漏磁檢測(cè)技術(shù)作為一種應(yīng)用廣泛的電磁無(wú)損檢測(cè)技術(shù),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(dāng)前國(guó)內(nèi)外油管漏磁檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,針對(duì)如何進(jìn)一步提高當(dāng)前油管漏磁檢測(cè)精度的問(wèn)題,采用有限元分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的手段,對(duì)油管漏磁檢測(cè)過(guò)程中缺陷漏磁場(chǎng)的分布規(guī)律、漏磁信號(hào)的降噪處理、缺陷位置識(shí)別和缺陷輪廓反演等幾個(gè)方面進(jìn)行了重點(diǎn)研究,為油管漏磁檢測(cè)的精準(zhǔn)自動(dòng)分級(jí)處理提供了相應(yīng)的技術(shù)支撐。本文主要完成了如下的研究工作：(1)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述。廣泛收集、分析了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外油管漏磁檢測(cè)技術(shù)的研究文獻(xiàn),總結(jié)了當(dāng)前在該研究領(lǐng)域所取得的研究成果和存在的問(wèn)題,并對(duì)油管漏磁檢測(cè)技術(shù)開(kāi)展了大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研,在此基礎(chǔ)上提出了本文的研究方向和思路。(2)開(kāi)展了油管缺陷漏磁場(chǎng)分布規(guī)律的研究。在調(diào)研和統(tǒng)計(jì)油管典型缺陷的基礎(chǔ)上,建立了油管典型缺陷的三維有限元分析模型,針對(duì)不同類型和不同輪廓尺寸的缺陷開(kāi)展了大量的有限元分析研究,得到了典型缺陷漏磁場(chǎng)的分布規(guī)律,同時(shí)獲得了油管缺陷輪廓尺寸與漏磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。(3)開(kāi)展了漏磁信號(hào)的去噪研究。針對(duì)漏磁信號(hào)容易受到噪聲干擾的問(wèn)題,開(kāi)展了小波去噪方法在漏磁信號(hào)降噪中的應(yīng)用研究,提出了采用信噪比(SNR)指標(biāo)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(hào)分離思想,提出了一種基于粒子群智能優(yōu)化的自適應(yīng)小波去噪閾值選擇方法,為進(jìn)一步提高漏磁信號(hào)的信噪比奠定了基礎(chǔ)。(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(duì)缺陷定量評(píng)價(jià)精度的影響,通過(guò)對(duì)漏磁信號(hào)的特點(diǎn)進(jìn)行分析,提取了漏磁信號(hào)軸向分量和徑向分量的時(shí)域和頻域信號(hào)特征量。將支持向量機(jī)學(xué)習(xí)方法引入到油管缺陷位置的分類問(wèn)題中,建立了基于粒子群優(yōu)化的支持向量機(jī)油管內(nèi)外表面缺陷分類模型。(5)為進(jìn)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(cè)的局限性,引入多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù),構(gòu)建了基于多傳感器決策級(jí)數(shù)據(jù)融合的油管內(nèi)外表面缺陷識(shí)別系統(tǒng)。(6)開(kāi)展了基于支持向量回歸機(jī)的缺陷輪廓直接反演方法研究。針對(duì)當(dāng)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(jī)的規(guī)則缺陷輪廓直接反演模型。為適應(yīng)對(duì)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(jī)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(jī)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(píng)價(jià)精度出發(fā),引入貝葉斯估計(jì)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(diǎn)研究了多元回歸模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和支持向量回歸機(jī)模型作為觀測(cè)模型對(duì)反演精度的影響。同時(shí)為了進(jìn)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(jì)精度。總之,本文針對(duì)如何進(jìn)一步提高油管漏磁檢測(cè)定量評(píng)價(jià)精度的問(wèn)題,重點(diǎn)開(kāi)展了對(duì)缺陷漏磁場(chǎng)的分布規(guī)律、漏磁信號(hào)的降噪處理、缺陷位置識(shí)別和缺陷輪廓反演方法等關(guān)鍵技術(shù)的研究,提出了有效提高油管漏磁檢測(cè)精度的方法,并通過(guò)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了所提出方法的可行性和有效性,為提高油管的定量評(píng)價(jià)精度和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分級(jí)處理提供了相應(yīng)的技術(shù)支撐。因此,本文的研究工作具有重要的理論參考和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE973.6;TP18

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本文編號(hào)：2298530