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基于群体平衡的胶凝原油水力悬浮体系流动特性模拟
1
作者
孙省身
侯磊
+5 位作者
杨琨
刘珈铨
张鑫儒
朱祚良
唐帅帅
周庆林
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期162-169,共8页
胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展,数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型,引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数,描述颗粒群间的相互作...
胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展,数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型,引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数,描述颗粒群间的相互作用,在三维管道模型下求解,通过文献试验数据对模拟结果进行验证。结果表明:随着流速或含水率的增加,凝油颗粒平均粒径减小,粒径呈圆环状分布,油相分布更加均匀,不易产生凝油壁面沉积;在高含水阶段,流速增大对流动压降增大的影响占主导地位,含水率的影响不明显,颗粒粒径减小或凝油沉积也会导致流动压降增大。
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关键词
胶凝原油
群体平衡模型
碰撞聚并
剪切破碎
流动特性
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职称材料
高含水稠油混合液当量黏度的测试研究
被引量：
1
2
作者
熊一凡
侯磊
+4 位作者
孙省身
朱祚良
胡占州
陈军毅
王文君
《油气田地面工程》
2024年第10期14-20,共7页
原油黏度是油田地面工程集输系统规划与设计的重要物性参数。传统搅拌法测定高含水稠油混合液黏度,存在低转速无法均匀分散、高转速偏离实际工况的问题,采用高速搅拌分散与低速剪切测试交替进行,此剪切程序设计适用于高含水稠油混合液...
原油黏度是油田地面工程集输系统规划与设计的重要物性参数。传统搅拌法测定高含水稠油混合液黏度,存在低转速无法均匀分散、高转速偏离实际工况的问题,采用高速搅拌分散与低速剪切测试交替进行,此剪切程序设计适用于高含水稠油混合液的搅拌测黏方法。此方法克服了环道法用油量大且实验操作复杂的缺点,并具备旋转黏度计连续测量且操作方便的优点。采用高低速交替搅拌法测定高含水稠油流动特性曲线,测量结果与实验环道法相比,1#油样的平均相对偏差为6.16%,平均绝对偏差为3.23 mPa·s,2#油样的平均相对偏差为2.61%,平均绝对偏差为3.69 mPa·s。结果表明:测试误差在允许范围内,测定得到的流动特性曲线呈现良好的规律性,混合液剪切稀释性随其含水率和温度降低而逐渐增强。
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关键词
高含水稠油混合液
当量黏度
搅拌测黏
高低速交替搅拌
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职称材料
基于深度残差网络的接转站工艺流程异常工况诊断
3
作者
张蕊
侯磊
+4 位作者
刘珈铨
孙省身
张坤
杜鑫
李兴涛
《石油科学通报》
CAS
2023年第6期832-844,共13页
油气集输站场是油气田地面工程的核心部分。接转站作为集输系统的重要节点,既有设备集中、运行连续性强的生产特点,还容易出现来流比例剧烈波动和设备运行故障等工况异常。接转站运行工况的诊断对油气生产系统至关重要,对于简单设备的...
油气集输站场是油气田地面工程的核心部分。接转站作为集输系统的重要节点,既有设备集中、运行连续性强的生产特点,还容易出现来流比例剧烈波动和设备运行故障等工况异常。接转站运行工况的诊断对油气生产系统至关重要,对于简单设备的异常数据,站场员工尚能进行初步诊断,但对整个站场的大量SCADA实时监测数据,仅靠经验和知识难以实现快速分析处理。与油田现有的阈值报警方法相比,基于数据驱动的诊断方法更加准确智能。在数据驱动的方法中,深度学习方法能够自动提取数据非线性特征,善于处理海量高维数据。根据某油田接转站数据采集与监视控制系统(SCADA)数据的多元时间序列特性,提出一种基于深度残差网络(DRN)的诊断方法,以接转站SCADA系统监测数据为模型输入,工况类别为模型输出建立诊断模型,对接转站异常工况进行分类识别。现场数据的噪声会降低模型对少数类样本的识别能力,通过小波分解对接转站数据进行降噪处理,减弱设备采集干扰,增强模型诊断性能;采用朴素重采样进行数据扩容,缓解现场数据样本量不足,模型难以训练问题;利用正则化方法对大数值权重向量进行惩罚,避免模型对个别变量的依赖。在此基础上提出8种不同DRN架构,确定适用于接转站的最优诊断模型,通过多元互信息值法量化各类样本间的相关程度,证明诊断结果的有效性。油田现场的实际数据验证表明,该方法能够用于对接转站工艺流程运行状况进行快速准确的诊断,诊断准确率达97.3%,显著高于支持向量机(93%)、多层感知机(65%)等经典机器学习方法。该诊断方法对其他油气站场的故障诊断和异常识别具有指导意义。
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关键词
工况诊断
集输工艺
接转站
深度残差网络
小波降噪
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职称材料
题名
基于群体平衡的胶凝原油水力悬浮体系流动特性模拟
1
作者
孙省身
侯磊
杨琨
刘珈铨
张鑫儒
朱祚良
唐帅帅
周庆林
机构
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院/石油工程教育部重点实验室
中油辽河工程有限公司
出处
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期162-169,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51974335)。
文摘
胶凝原油水力悬浮体系流动特性研究是高含水油田实现不加热集输的关键。近年来随着计算流体力学的发展,数值模拟成为复杂流体流动特性研究的有效工具。根据群体平衡模型,引入关键的凝油颗粒碰撞聚并与剪切破碎函数,描述颗粒群间的相互作用,在三维管道模型下求解,通过文献试验数据对模拟结果进行验证。结果表明:随着流速或含水率的增加,凝油颗粒平均粒径减小,粒径呈圆环状分布,油相分布更加均匀,不易产生凝油壁面沉积;在高含水阶段,流速增大对流动压降增大的影响占主导地位,含水率的影响不明显,颗粒粒径减小或凝油沉积也会导致流动压降增大。
关键词
胶凝原油
群体平衡模型
碰撞聚并
剪切破碎
流动特性
Keywords
gelled crude oil
population balance model
collision aggregation
shear breakage
flow characteristics
分类号
TE832 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
高含水稠油混合液当量黏度的测试研究
被引量：
1
2
作者
熊一凡
侯磊
孙省身
朱祚良
胡占州
陈军毅
王文君
机构
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院·石油工程教育部重点实验室
出处
《油气田地面工程》
2024年第10期14-20,共7页
基金
国家自然科学基金面上项目“磁场作用下含蜡原油乳状液黏度变化的多尺度表征研究”(51974335)。
文摘
原油黏度是油田地面工程集输系统规划与设计的重要物性参数。传统搅拌法测定高含水稠油混合液黏度,存在低转速无法均匀分散、高转速偏离实际工况的问题,采用高速搅拌分散与低速剪切测试交替进行,此剪切程序设计适用于高含水稠油混合液的搅拌测黏方法。此方法克服了环道法用油量大且实验操作复杂的缺点,并具备旋转黏度计连续测量且操作方便的优点。采用高低速交替搅拌法测定高含水稠油流动特性曲线,测量结果与实验环道法相比,1#油样的平均相对偏差为6.16%,平均绝对偏差为3.23 mPa·s,2#油样的平均相对偏差为2.61%,平均绝对偏差为3.69 mPa·s。结果表明:测试误差在允许范围内,测定得到的流动特性曲线呈现良好的规律性,混合液剪切稀释性随其含水率和温度降低而逐渐增强。
关键词
高含水稠油混合液
当量黏度
搅拌测黏
高低速交替搅拌
Keywords
heavy oil-water mixture with high water fraction
equivalent viscosity
stirring viscometry
high and low speed alternating stirring
分类号
TE863 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
基于深度残差网络的接转站工艺流程异常工况诊断
3
作者
张蕊
侯磊
刘珈铨
孙省身
张坤
杜鑫
李兴涛
机构
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
中国石油长庆油田分公司长庆工程设计有限公司
中国石油长庆油田分公司第十二采油厂
中国石油国际勘探开发有限公司
出处
《石油科学通报》
CAS
2023年第6期832-844,共13页
基金
中国石油天然气集团有限公司—中国石油大学(北京)战略合作科技专项:“一带一路”海外长输管道完整性关键技术研究与应用(ZLZX2020-05)资助。
文摘
油气集输站场是油气田地面工程的核心部分。接转站作为集输系统的重要节点,既有设备集中、运行连续性强的生产特点,还容易出现来流比例剧烈波动和设备运行故障等工况异常。接转站运行工况的诊断对油气生产系统至关重要,对于简单设备的异常数据,站场员工尚能进行初步诊断,但对整个站场的大量SCADA实时监测数据,仅靠经验和知识难以实现快速分析处理。与油田现有的阈值报警方法相比,基于数据驱动的诊断方法更加准确智能。在数据驱动的方法中,深度学习方法能够自动提取数据非线性特征,善于处理海量高维数据。根据某油田接转站数据采集与监视控制系统(SCADA)数据的多元时间序列特性,提出一种基于深度残差网络(DRN)的诊断方法,以接转站SCADA系统监测数据为模型输入,工况类别为模型输出建立诊断模型,对接转站异常工况进行分类识别。现场数据的噪声会降低模型对少数类样本的识别能力,通过小波分解对接转站数据进行降噪处理,减弱设备采集干扰,增强模型诊断性能;采用朴素重采样进行数据扩容,缓解现场数据样本量不足,模型难以训练问题;利用正则化方法对大数值权重向量进行惩罚,避免模型对个别变量的依赖。在此基础上提出8种不同DRN架构,确定适用于接转站的最优诊断模型,通过多元互信息值法量化各类样本间的相关程度,证明诊断结果的有效性。油田现场的实际数据验证表明,该方法能够用于对接转站工艺流程运行状况进行快速准确的诊断,诊断准确率达97.3%,显著高于支持向量机(93%)、多层感知机(65%)等经典机器学习方法。该诊断方法对其他油气站场的故障诊断和异常识别具有指导意义。
关键词
工况诊断
集输工艺
接转站
深度残差网络
小波降噪
Keywords
operation conditions diagnosis
gathering and transportation process
block station
deep residual network
Wavelet Denoising
分类号
TE974 [石油与天然气工程—石油机械设备]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于群体平衡的胶凝原油水力悬浮体系流动特性模拟
孙省身
侯磊
杨琨
刘珈铨
张鑫儒
朱祚良
唐帅帅
周庆林
《中国石油大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
高含水稠油混合液当量黏度的测试研究
熊一凡
侯磊
孙省身
朱祚良
胡占州
陈军毅
王文君
《油气田地面工程》
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于深度残差网络的接转站工艺流程异常工况诊断
张蕊
侯磊
刘珈铨
孙省身
张坤
杜鑫
李兴涛
《石油科学通报》
CAS
2023
0
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职称材料
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