小波降噪和時空軌跡數(shù)據(jù)精細化理論及在采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
發(fā)布時間:2022-08-01 16:56
石油產(chǎn)業(yè)屬于高科技密集型產(chǎn)業(yè),信息化實施的程度將直接影響其競爭能力。采油集輸監(jiān)控是油田數(shù)字化建設(shè)的重要基礎(chǔ),隨著通信、計算機及自動化技術(shù)的進步,智能監(jiān)控系統(tǒng)在油田生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用越來越廣泛,智能油田、智慧油田已經(jīng)成為油田的重要發(fā)展方向。采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn),數(shù)據(jù)質(zhì)量直接影響系統(tǒng)性能及應(yīng)用效果,如何消除信號噪聲、提高數(shù)據(jù)質(zhì)量是智慧油田建設(shè)的關(guān)鍵共性技術(shù)之一。因此,本文以勝利油田集輸監(jiān)控項目為研究背景,以數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)化為核心展開研究,對現(xiàn)場采集傳感器信號、時空信號兩大類數(shù)據(jù)進行去噪處理,在此基礎(chǔ)上對產(chǎn)液量計量方法、偏遠井拉運軌跡里程統(tǒng)計方法及采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)故障識別方法進行智能優(yōu)化及應(yīng)用技術(shù)研究。主要研究內(nèi)容如下:(1)針對采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的噪聲問題,提出了一種改進小波降噪方法;贛allat算法對油田現(xiàn)場傳感器信號的降噪處理過程進行描述,提出了一種基于分層變異系數(shù)的新閾值方法,并對傳統(tǒng)軟硬閾值函數(shù)進行改進,對其性質(zhì)進行驗證。最后對典型現(xiàn)場功圖數(shù)據(jù)采用新閾值及改進閾值函數(shù)法進行信號分解與重構(gòu),并通過與傳統(tǒng)方法的去噪效果對比,對優(yōu)化改進算法進行驗證。(2)在對地面功圖數(shù)據(jù)...
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來源、背景及意義
1.1.1 課題來源
1.1.2 研究背景
1.1.3 問題提出及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)
1.2.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)降噪優(yōu)化
1.2.3 產(chǎn)液量計量方法
1.2.4 時空軌跡數(shù)據(jù)處理
1.2.5 集輸過程故障診斷
1.3 研究方法及主要研究內(nèi)容
1.3.1 研究技術(shù)路線
1.3.2 主要研究內(nèi)容
第2章 現(xiàn)場數(shù)據(jù)小波降噪理論
2.1 傅立葉和小波分析理論
2.1.1 傅立葉分析及其局限性
2.1.2 小波分析理論
2.2 Mallat降噪的原理及步驟
2.2.1 Mallat算法
2.2.2 現(xiàn)場信號降噪流程
2.3 小波閾值降噪理論改進
2.3.1 經(jīng)典閾值及其局限性
2.3.2 新閾值
2.3.3 經(jīng)典閾值函數(shù)及其局限性
2.3.4 改進閾值算法
2.4 實例驗證與結(jié)果分析
2.4.1 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.4.2 小波降噪結(jié)果
2.4.3 功圖效果對比
2.5 本章小結(jié)
第3章 去噪功圖計量優(yōu)化
3.1 油井桿柱系統(tǒng)力學(xué)建模及求解
3.1.1 有桿抽油機組成
3.1.2 系統(tǒng)模型建立
3.1.3 波動方程求解
3.2 產(chǎn)液量計算模型構(gòu)建
3.3 泵功圖特征點識別
3.3.1 基本形狀分析
3.3.2 曲率算法
3.3.3 有效沖程計算
3.4 產(chǎn)液量計算及結(jié)果分析
3.4.1 計算步驟
3.4.2 結(jié)果對比分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 時空軌跡數(shù)據(jù)精細化處理算法
4.1 時空軌跡數(shù)據(jù)處理
4.1.1 靜態(tài)誤差點處理
4.1.2 行駛中大誤差奇異點處理
4.1.3 偏離路線小誤差點處理
4.1.4 缺失數(shù)據(jù)補償
4.2 軌跡曲線擬合方法
4.3 軌跡里程算法
4.4 實驗結(jié)果分析
4.4.1 測試環(huán)境
4.4.2 測試結(jié)果
4.4.3 結(jié)果分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 基于過程數(shù)據(jù)的故障識別
5.1 故障精確識別方法構(gòu)架
5.2 基于數(shù)據(jù)閾值的網(wǎng)絡(luò)層故障檢測
5.2.1 數(shù)據(jù)閾值分析方法
5.2.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲實時探測算法
5.2.3 故障反推演定位方法
5.2.4 通信適配器故障
5.3 基于數(shù)據(jù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)層故障檢測
5.3.1 離線狀態(tài)PCA建模
5.3.2 在線PCA故障診斷
5.4 應(yīng)用效果與結(jié)果分析
5.4.1 網(wǎng)絡(luò)層故障檢測
5.4.2 數(shù)據(jù)層結(jié)果驗證
5.5 本章小結(jié)
第6章 采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用
6.1 采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
6.1.1 采油集輸工藝簡介
6.1.2 采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
6.2 聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
6.2.1 系統(tǒng)整體方案
6.2.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集
6.2.3 監(jiān)控軟件設(shè)計
6.2.4 系統(tǒng)應(yīng)用效果
6.3 油井監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
6.3.1 系統(tǒng)整體方案
6.3.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集
6.3.3 監(jiān)控軟件設(shè)計
6.3.4 系統(tǒng)應(yīng)用效果
6.4 多井智能計量平臺設(shè)計
6.4.1 系統(tǒng)整體構(gòu)架
6.4.2 監(jiān)控軟件設(shè)計
6.4.3 系統(tǒng)應(yīng)用效果
6.5 偏遠井拉運智能監(jiān)控平臺設(shè)計
6.5.1 系統(tǒng)整體方案
6.5.2 監(jiān)控軟件設(shè)計
6.5.3 系統(tǒng)應(yīng)用效果
6.6 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研工作
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于泵功圖的油井產(chǎn)液量實時計量新模型[J]. 陳德春,姚亞,張瑞超,徐悅新,李奇,秦延才,楊康敏. 科技通報. 2017(11)
[2]基于GPS與圖像融合的智能車輛高精度定位算法[J]. 李祎承,胡釗政,胡月志,吳華偉. 交通運輸系統(tǒng)工程與信息. 2017(03)
[3]基于Web墨卡托投影的導(dǎo)航電子地圖設(shè)計[J]. 何碧容,蔡倩. 計算機測量與控制. 2017(01)
[4]顧及速度約束的基于時間序列GPS漂移數(shù)據(jù)處理方法[J]. 劉子政,李默穎,黃長青,杜勝蘭,李楓,栗法. 測繪地理信息. 2017(01)
[5]基于Android平臺的功圖計量分析系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[J]. 戶虎,常鵬剛,尉紅剛,梁勝利,高鵬,夏志學(xué). 石油化工自動化. 2016(06)
[6]一種眾源車載GPS軌跡大數(shù)據(jù)自適應(yīng)濾選方法[J]. 唐爐亮,楊雪,牛樂,常樂,李清泉. 測繪學(xué)報. 2016(12)
[7]軌跡大數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 高強,張鳳荔,王瑞錦,周帆. 軟件學(xué)報. 2017(04)
[8]一種基于改進閾值函數(shù)的小波閾值降噪算法[J]. 倪培峰,胡雄. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2016(08)
[9]Identification of activity stop locations in GPS trajectories by density-based clustering method combined with support vector machines[J]. Lei Gong,Hitomi Sato,Toshiyuki Yamamoto,Tomio Miwa,Takayuki Morikawa. Journal of Modern Transportation. 2015(03)
[10]基于改進AOE網(wǎng)絡(luò)的低頻浮動車數(shù)據(jù)地圖匹配算法[J]. 沈敬偉,周廷剛,張弘弢. 西南交通大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
博士論文
[1]測井數(shù)據(jù)的小波分析方法研究[D]. 楊懷杰.中國地質(zhì)大學(xué) 2016
[2]多源數(shù)字油田數(shù)據(jù)與油田數(shù)據(jù)融合及方法研究[D]. 高倩.長安大學(xué) 2015
[3]智能電網(wǎng)暫態(tài)故障檢測和電流過載預(yù)防控制研究[D]. 孫健.重慶大學(xué) 2014
碩士論文
[1]簡易稱重法油井產(chǎn)量計量裝置應(yīng)用試驗研究[D]. 賈賀坤.東北石油大學(xué) 2018
[2]自適應(yīng)濾波算法及其在電力諧波檢測的應(yīng)用[D]. 劉倩倩.西南交通大學(xué) 2018
[3]某聯(lián)合站控制系統(tǒng)研究與設(shè)計[D]. 趙歡.西南石油大學(xué) 2017
[4]基于改進閾值函數(shù)的小波去噪及其優(yōu)化研究[D]. 盧廣森.昆明理工大學(xué) 2017
[5]稱重式油井自控計量裝置的設(shè)計[D]. 白海蓮.大連海事大學(xué) 2016
[6]基于改進小波閾值法的動液面信號去噪研究[D]. 袁孟宇.東北石油大學(xué) 2015
[7]較低信噪比下信號去噪方法研究[D]. 謝東.電子科技大學(xué) 2015
[8]稠油SAGD油井有桿舉升系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[D]. 李微.中國石油大學(xué)(華東) 2014
[9]基于GPS數(shù)據(jù)的城市交通分析系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 鄭哲.中國海洋大學(xué) 2014
[10]基于稀疏分解的信號去噪方法研究[D]. 史麗麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號:3667828
【文章頁數(shù)】:138 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題來源、背景及意義
1.1.1 課題來源
1.1.2 研究背景
1.1.3 問題提出及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)
1.2.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)降噪優(yōu)化
1.2.3 產(chǎn)液量計量方法
1.2.4 時空軌跡數(shù)據(jù)處理
1.2.5 集輸過程故障診斷
1.3 研究方法及主要研究內(nèi)容
1.3.1 研究技術(shù)路線
1.3.2 主要研究內(nèi)容
第2章 現(xiàn)場數(shù)據(jù)小波降噪理論
2.1 傅立葉和小波分析理論
2.1.1 傅立葉分析及其局限性
2.1.2 小波分析理論
2.2 Mallat降噪的原理及步驟
2.2.1 Mallat算法
2.2.2 現(xiàn)場信號降噪流程
2.3 小波閾值降噪理論改進
2.3.1 經(jīng)典閾值及其局限性
2.3.2 新閾值
2.3.3 經(jīng)典閾值函數(shù)及其局限性
2.3.4 改進閾值算法
2.4 實例驗證與結(jié)果分析
2.4.1 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.4.2 小波降噪結(jié)果
2.4.3 功圖效果對比
2.5 本章小結(jié)
第3章 去噪功圖計量優(yōu)化
3.1 油井桿柱系統(tǒng)力學(xué)建模及求解
3.1.1 有桿抽油機組成
3.1.2 系統(tǒng)模型建立
3.1.3 波動方程求解
3.2 產(chǎn)液量計算模型構(gòu)建
3.3 泵功圖特征點識別
3.3.1 基本形狀分析
3.3.2 曲率算法
3.3.3 有效沖程計算
3.4 產(chǎn)液量計算及結(jié)果分析
3.4.1 計算步驟
3.4.2 結(jié)果對比分析
3.5 本章小結(jié)
第4章 時空軌跡數(shù)據(jù)精細化處理算法
4.1 時空軌跡數(shù)據(jù)處理
4.1.1 靜態(tài)誤差點處理
4.1.2 行駛中大誤差奇異點處理
4.1.3 偏離路線小誤差點處理
4.1.4 缺失數(shù)據(jù)補償
4.2 軌跡曲線擬合方法
4.3 軌跡里程算法
4.4 實驗結(jié)果分析
4.4.1 測試環(huán)境
4.4.2 測試結(jié)果
4.4.3 結(jié)果分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 基于過程數(shù)據(jù)的故障識別
5.1 故障精確識別方法構(gòu)架
5.2 基于數(shù)據(jù)閾值的網(wǎng)絡(luò)層故障檢測
5.2.1 數(shù)據(jù)閾值分析方法
5.2.2 網(wǎng)絡(luò)拓撲實時探測算法
5.2.3 故障反推演定位方法
5.2.4 通信適配器故障
5.3 基于數(shù)據(jù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)層故障檢測
5.3.1 離線狀態(tài)PCA建模
5.3.2 在線PCA故障診斷
5.4 應(yīng)用效果與結(jié)果分析
5.4.1 網(wǎng)絡(luò)層故障檢測
5.4.2 數(shù)據(jù)層結(jié)果驗證
5.5 本章小結(jié)
第6章 采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用
6.1 采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
6.1.1 采油集輸工藝簡介
6.1.2 采油集輸監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)
6.2 聯(lián)合站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
6.2.1 系統(tǒng)整體方案
6.2.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集
6.2.3 監(jiān)控軟件設(shè)計
6.2.4 系統(tǒng)應(yīng)用效果
6.3 油井監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
6.3.1 系統(tǒng)整體方案
6.3.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集
6.3.3 監(jiān)控軟件設(shè)計
6.3.4 系統(tǒng)應(yīng)用效果
6.4 多井智能計量平臺設(shè)計
6.4.1 系統(tǒng)整體構(gòu)架
6.4.2 監(jiān)控軟件設(shè)計
6.4.3 系統(tǒng)應(yīng)用效果
6.5 偏遠井拉運智能監(jiān)控平臺設(shè)計
6.5.1 系統(tǒng)整體方案
6.5.2 監(jiān)控軟件設(shè)計
6.5.3 系統(tǒng)應(yīng)用效果
6.6 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研工作
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于泵功圖的油井產(chǎn)液量實時計量新模型[J]. 陳德春,姚亞,張瑞超,徐悅新,李奇,秦延才,楊康敏. 科技通報. 2017(11)
[2]基于GPS與圖像融合的智能車輛高精度定位算法[J]. 李祎承,胡釗政,胡月志,吳華偉. 交通運輸系統(tǒng)工程與信息. 2017(03)
[3]基于Web墨卡托投影的導(dǎo)航電子地圖設(shè)計[J]. 何碧容,蔡倩. 計算機測量與控制. 2017(01)
[4]顧及速度約束的基于時間序列GPS漂移數(shù)據(jù)處理方法[J]. 劉子政,李默穎,黃長青,杜勝蘭,李楓,栗法. 測繪地理信息. 2017(01)
[5]基于Android平臺的功圖計量分析系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[J]. 戶虎,常鵬剛,尉紅剛,梁勝利,高鵬,夏志學(xué). 石油化工自動化. 2016(06)
[6]一種眾源車載GPS軌跡大數(shù)據(jù)自適應(yīng)濾選方法[J]. 唐爐亮,楊雪,牛樂,常樂,李清泉. 測繪學(xué)報. 2016(12)
[7]軌跡大數(shù)據(jù):數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 高強,張鳳荔,王瑞錦,周帆. 軟件學(xué)報. 2017(04)
[8]一種基于改進閾值函數(shù)的小波閾值降噪算法[J]. 倪培峰,胡雄. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2016(08)
[9]Identification of activity stop locations in GPS trajectories by density-based clustering method combined with support vector machines[J]. Lei Gong,Hitomi Sato,Toshiyuki Yamamoto,Tomio Miwa,Takayuki Morikawa. Journal of Modern Transportation. 2015(03)
[10]基于改進AOE網(wǎng)絡(luò)的低頻浮動車數(shù)據(jù)地圖匹配算法[J]. 沈敬偉,周廷剛,張弘弢. 西南交通大學(xué)學(xué)報. 2015(03)
博士論文
[1]測井數(shù)據(jù)的小波分析方法研究[D]. 楊懷杰.中國地質(zhì)大學(xué) 2016
[2]多源數(shù)字油田數(shù)據(jù)與油田數(shù)據(jù)融合及方法研究[D]. 高倩.長安大學(xué) 2015
[3]智能電網(wǎng)暫態(tài)故障檢測和電流過載預(yù)防控制研究[D]. 孫健.重慶大學(xué) 2014
碩士論文
[1]簡易稱重法油井產(chǎn)量計量裝置應(yīng)用試驗研究[D]. 賈賀坤.東北石油大學(xué) 2018
[2]自適應(yīng)濾波算法及其在電力諧波檢測的應(yīng)用[D]. 劉倩倩.西南交通大學(xué) 2018
[3]某聯(lián)合站控制系統(tǒng)研究與設(shè)計[D]. 趙歡.西南石油大學(xué) 2017
[4]基于改進閾值函數(shù)的小波去噪及其優(yōu)化研究[D]. 盧廣森.昆明理工大學(xué) 2017
[5]稱重式油井自控計量裝置的設(shè)計[D]. 白海蓮.大連海事大學(xué) 2016
[6]基于改進小波閾值法的動液面信號去噪研究[D]. 袁孟宇.東北石油大學(xué) 2015
[7]較低信噪比下信號去噪方法研究[D]. 謝東.電子科技大學(xué) 2015
[8]稠油SAGD油井有桿舉升系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計[D]. 李微.中國石油大學(xué)(華東) 2014
[9]基于GPS數(shù)據(jù)的城市交通分析系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 鄭哲.中國海洋大學(xué) 2014
[10]基于稀疏分解的信號去噪方法研究[D]. 史麗麗.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
本文編號:3667828
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