摘要：在线数据的不可预知性导致往复压缩机目前的诊断方法在实际应用中的适应性较差。为此,提出了一种多源领域自适应的往复压缩机在线诊断方法。该方法通过多源领域自适应学习,利用多个源域建立预训练诊断模型并保存模型参数。通过在线迁移学习,将多个源域共享的模型参数迁移至目标域,并在训练过程中执行在线学习任务,通过线上反馈的数据调整诊断模型。诊断模型在保留已学到知识的基础上,可在线处理目标域新增数据,能成功应对数据的不可预知性,提高了该诊断方法在实际应用中的适应性。试验结果表明,在源域数量为3时,所提方法在2个场景下在线迁移学习诊断效果较好,平均准确率达到90%以上。研究结论可为往复压缩机在线诊断提供新思路。

摘要：吉木萨尔国家级陆相页岩油示范区位于中国准噶尔盆地东部,该示范区页岩油资源丰富,开发潜力巨大.大段多簇压裂试验中,为在密切割布缝设计工艺上优化簇间距,提高压裂改造体积,根据目标区块的地质资料和工程资料,采用水力压裂模拟和数值模拟的分析手段,建立一套考虑天然裂缝的簇间距优化方法,模拟密切割工艺下,不同簇间距和不同基质渗透率对改造效果和区域动用程度的影响.结果表明,通过缩小簇间距,可减缓井底压力下降幅度,在页岩油渗透率为1×10^(-6)~1×10^(-5)μm^(2)时,簇间距设计不超过20 m,才能延缓压力下降.研究结果可为该区块页岩油的簇间距设计提供理论参考.

摘要：为解决变载齿轮箱故障诊断中因冗余特征而导致的脉冲信号提取难题,提出一种基于注意力模块(CAM)的脉冲特征提取方法。首先,设计联合定位CAM,包括2个阶段:第1阶段使用多层感知机建模通道依赖关系,增强与故障相关的关键通道特征;第2阶段通过卷积层学习与故障相关的信号段,结合2个阶段重新校准特征,聚焦关键脉冲特征;然后,基于CAM构建联合定位密集网络(CLDN)的变载齿轮箱故障特征提取方法,CLDN通过自适应地重新校准每一层的特征,进一步提高对脉冲信号的学习和表征能力;最后,将提取到的特征输入Softmax分类器,验证所提方法的特征提取效果。结果表明:相比于Self-Attention等4种注意力机制,CAM的准确率平均提升3.8%,可实现脉冲特征的准确定位;相比于ResNet34等7种诊断方法,CLDN的准确率提升3.7%~14.6%,显著增强故障特征的提取效果。

摘要：油气管道测径技术是检测管内通径变化、保障管道安全的重要手段。针对传统薄铝盘测径板无法检测多处缺陷且不可重复使用等问题,本文设计了一种柔性测径传感器,其通过置于聚氨酯柔性测径盘中的电阻应变片测量遇阻时的应变变化,实现管内缺陷量化检测。结合ABAQUS软件建立应变片和聚氨酯密封盘的耦合模型,分析产生拉压变形时的应变输出特性,并基于敏感栅应变趋势,寻找应变片最优放置位置。通过柔性测径传感器性能检测实验台,对柔性测径传感器的功能进行测试。最后结合BP神经网络与遗传算法得出使传感器检测性能最佳的结构参数。研究结果表明,对于DN200的管道,当测径盘外径为97.5%的管道内径,测径盘厚度19 mm,测径盘瓣间距8 mm时,柔性测径传感器能较好表征凹陷的几何尺寸,对于油气管道变形检测作业具有一定的工程应用价值。

摘要：山地输油管道泄漏事故发生后,模拟计算污染扩散范围对应急抢险方案的制定具有重要意义.针对现有的山区原油泄漏模拟方法无法呈现符合物理过程的泄漏油品扩散效果以及模拟速度过慢的问题,提出基于物理过程的山地原油泄漏模拟方法.首先基于空间语义约束构建一种融合Fay流体扩散算法和光滑粒子流体动力学(SPH)的计算模型Fay-SPH;然后设计一个基于Fay约束的连续卷积网络FayNet来加速模拟,通过轻量级注意力模块和三重注意力模块增强网络提取粒子特征信息能力;最后融合位置损失和速度损失来保证模拟结果细节的一致性.在自行采集的油气管线所处山区数据上,基于不同地貌和不同地形进行实验的结果表明,所提方法实现了原油泄漏的高效模拟.

摘要：砾岩储层由于砾石的存在而具有极强的非均质性,砾岩压裂成缝机理复杂.受限于岩样尺寸和实验条件,室内压裂物理模拟受砾石尺寸效应影响显著,裂缝扩展时间尺度小.为真实记录裂缝动态扩展过程,反映现场实际工况条件下的压后裂缝宏观整体形态,搭建一套超大尺寸(2.0 m×2.0 m×1.0 m)真三轴水力压裂矿场实验平台,通过万吨级应力加载装置、真实管汇和压裂泵车,实现现场真实工况条件下的砾岩水力压裂模拟.基于该平台,分析了水平应力差、压裂液黏度和单孔进液速率对砾岩压裂裂缝动态扩展过程和压后裂缝宏观整体形态的影响规律.实验结果表明,砾岩压裂趋于在井筒处形成“纵向缝+横切缝”的复杂多裂缝形态,远离井筒后,横切主缝扩展优势逐步显现,局部遇砾形成分支缝;12 MPa高水平应力差条件下,压后近井区域形成多缝竞争扩展的复杂裂缝带,横切主缝向远端延伸优势减弱;压裂液黏度低于50 mPa·s时,压后横切主缝扩展优势显著,当压裂液黏度高于50 mPa·s时,近井区域形成复杂多裂缝形态;单孔进液速率超过0.3 m^(3)/min后,井筒处趋于形成多条纵向缝,易导致段间压窜.研究成果有助于深化认识砾岩储层压裂裂缝真实形态,为砾岩水力压裂方案设计提供理论指导.

摘要：交流电磁场检测(ACFM)方法是新型的无损检测方法,其中探头设计关乎检测的效率和信号处理的难度。基于此类问题,提出了自由式旋转单探头的设计,采用COMSOL Multiphysics软件对探头不同电磁参数进行仿真计算,得出适用的探头参数;此外根据旋转仿真分析得知,自由式旋转检测具有可行性且By磁场信号更具检测优势;同时基于旋转速度、平行检测速度、传感器相对位置以及检测范围的制约关系,采用非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)进行pareto求优,进而确定各参数,验证了旋转探头的高效率性。基于优化参数提出自由式旋转检测的信号处理模型,最后提出了旋转检测的系统搭建方法。

摘要：中国新疆玛湖致密砂砾岩油藏非均质性强,各井地质和施工条件参差不齐,压裂设计方案缺乏针对性,压裂效果的主控因素也有待进一步深化认识.为此,建立了一套基于机器学习的玛湖地区水平井产能预测及压裂设计优化的流程框架.以玛湖地区75口压裂水平井为例,针对储层和工程2类16个影响因素,采用随机森林算法确定了压后产能主控因素,建立了遗传算法优化的逆传播算法神经网络产能预测模型,并基于此对水平井的压裂进行优化设计.结果表明,现场2口井在优选压裂参数方案后,产能分别提高了9.3%和37.3%.建立的产能预测及压裂设计优化方法可为现场施工提供指导.

摘要：针对三维形状匹配中局部形变识别能力不足而导致匹配精度不佳的问题,提出一种基于区域能量感知胶囊网络的形状匹配方法.首先基于区域能量合并规则对三维网格过分割子面片进行合并形成模型能量区域;然后设计一个基于区域能量感知的胶囊网络(REA-CapsNet)来提高特征匹配结果的准确率,通过能量迁移的知识蒸馏策略对网络模型优化,进一步提高网络的收敛速度;最后在功能映射函数中嵌入区域能量约束,以获取准确率高且鲁棒性强的函数映射矩阵.在FAUST,SCAPE,TOSCA和KIDS数据集上的实验结果表明,REA-CapsNet的总体平均测地误差分别达到0.0757,0.2032,0.0818和0.1342,所提方法具有较好的准确性和泛化性.

摘要：往复压缩机结构复杂、激励源众多,极易发生故障。由于故障特征设计困难,且多依靠经验,导致传统方法诊断能力不强。基于卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)的智能诊断方法无需提取特征,可实现端到端的故障诊断,但存在提取故障特征不准确、模型参数量大、训练时间长等难题。为此,提出基于PyTorch深度学习框架的往复压缩机故障诊断方法MPMRNet(multiple-processes-mini-ResNet)。该方法采用多进程加载数据,以残差网络ResNet50为基础网络框架进行深度和宽度的缩减,Adam优化网络、StepLR策略调整学习率,自动处理振动信号时频图像并进行敏感特征深度挖掘和评估。通过多组实验对比,该方法明显缩短了模型训练时间,权重参数量由94.1缩小到0.58 M,模型复杂度由4.11下降到0.21 G,显存占用率由37.08%下降到10.92%,故障诊断的准确率达到98.28%,模型的诊断能力得到了明显提高。