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基于盲分离技术的凝析天然气测量数据处理

作　者: 徐朋霞
导　师: 耿艳峰
学　校: 中国石油大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 槽式孔板凝析天然气计量盲分离独立成分分析差压相关式
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

凝析天然气是一种低含液率的气液两相流,其流量计量属于多相计量的一个分支,是石油天然气工业迫切需要解决的问题之一。目前,结合新型的信号处理技术,基于差压等常规测量信号通过软件的方法解决计量问题,是凝析天然气流量计量发展的一个重要方向。本文基于课题组自行开发的凝析天然气流量计样机和大量的实验数据,从信号分离的角度对槽式孔板差压信号进行处理。通过采用盲分离范畴内的两种基本方法——时频分析盲分离(TF-BSS)和独立成分分析(ICA),来提取与两相流参数相关的特征量,而后进行必要的分析与处理,完整地实现气液两相流量计量。论文主要分为三部分,第一部分阐述了基于时频分析盲分离方法的两相流量计量过程;第二部分描述了基于独立成分分析的两相流量计量方法;第三部分对两种分离方法的运用进行对比和分析,以总结出更好的处理方式。课题组开发的凝析天然气流量计属于双差压组合测量方式,针对上、下游槽式孔板差压信号DP1、DP2,利用时频分析盲分离方法和独立成分分析方法两种方式,均可分离出表征液相作用的分量,同时得到分离分量方差与液相折算速度的定量关系,关系式准确度较高。而后分别基于通过分离方法得到的液相流量,利用槽式孔板相关式计算得到气相流量,其计量准确度也较理想。结果表明,对于从气液两相流槽式孔板差压信号中提取单相信息,时频分析盲分离和独立成分分析都是较有效的分离方法,同时为凝析天然气各相流量计量提供了一种新的思路。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-17
  1.1 研究背景及意义  8
  1.2 气液两相流概述  8-12
    1.2.1 水平管内气液两相流流型  9-10
    1.2.2 气液两相流流动参数  10-12
  1.3 凝析天然气计量研究现状  12-14
  1.4 盲分离概述  14-15
  1.5 本文的研究内容  15-16
  1.6 本章小结  16-17
第2章凝析天然气的实验研究  17-22
  2.1 实验装置  17-20
    2.1.1 槽式孔板  17-18
    2.1.2 流量计样机  18-19
    2.1.3 实验环道  19-20
  2.2 实验数据  20-21
  2.3 本章小结  21-22
第3章基于时频分析盲分离方法的两相流量计量  22-48
  3.1 基于时频分析盲分离的液相提取  22-42
    3.1.1 基于时频分析的盲分离方法的原理与应用  22-26
    3.1.2 基于时频分析盲分离的仿真信号处理  26-36
    3.1.3 实际差压信号处理与结果分析  36-42
  3.2 基于相关式的气相流量计量  42-47
    3.2.1 槽式孔板相关式介绍  42-43
    3.2.2 基于相关式的气相流量计算  43-47
  3.3 本章小结  47-48
第4章基于独立成分分析（ICA）的两相流量计量  48-74
  4.1 基于独立成分分析的液相提取  48-71
    4.1.1 独立成分分析的原理与应用  48-56
    4.1.2 基于独立成分分析的仿真信号处理  56-67
    4.1.3 实际差压信号处理与结果分析  67-71
  4.2 基于相关式的气相流量计量  71-72
  4.3 本章小结  72-74
结论  74-76
参考文献  76-82
致谢  82

基于盲分离技术的凝析天然气测量数据处理

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