基于盲分離技術的凝析天然氣測量數(shù)據(jù)處理

【摘要】：凝析天然氣是一種低含液率的氣液兩相流,其流量計量屬于多相計量的一個分支,是石油天然氣工業(yè)迫切需要解決的問題之一。目前,結(jié)合新型的信號處理技術,基于差壓等常規(guī)測量信號通過軟件的方法解決計量問題,是凝析天然氣流量計量發(fā)展的一個重要方向。 本文基于課題組自行開發(fā)的凝析天然氣流量計樣機和大量的實驗數(shù)據(jù),從信號分離的角度對槽式孔板差壓信號進行處理。通過采用盲分離范疇內(nèi)的兩種基本方法——時頻分析盲分離(TF-BSS)和獨立成分分析(ICA),來提取與兩相流參數(shù)相關的特征量,而后進行必要的分析與處理,完整地實現(xiàn)氣液兩相流量計量。 論文主要分為三部分,第一部分闡述了基于時頻分析盲分離方法的兩相流量計量過程;第二部分描述了基于獨立成分分析的兩相流量計量方法;第三部分對兩種分離方法的運用進行對比和分析,以總結(jié)出更好的處理方式。 課題組開發(fā)的凝析天然氣流量計屬于雙差壓組合測量方式,針對上、下游槽式孔板差壓信號DP1、DP2,利用時頻分析盲分離方法和獨立成分分析方法兩種方式,均可分離出表征液相作用的分量,同時得到分離分量方差與液相折算速度的定量關系,關系式準確度較高。而后分別基于通過分離方法得到的液相流量,利用槽式孔板相關式計算得到氣相流量,其計量準確度也較理想。 結(jié)果表明,對于從氣液兩相流槽式孔板差壓信號中提取單相信息,時頻分析盲分離和獨立成分分析都是較有效的分離方法,同時為凝析天然氣各相流量計量提供了一種新的思路。 【關鍵詞】：槽式孔板 凝析天然氣計量 盲分離 獨立成分分析 差壓相關式
【學位授予單位】：中國石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 氣液兩相流概述8-12
• 1.2.1 水平管內(nèi)氣液兩相流流型9-10
• 1.2.2 氣液兩相流流動參數(shù)10-12
• 1.3 凝析天然氣計量研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 盲分離概述14-15
• 1.5 本文的研究內(nèi)容15-16
• 1.6 本章小結(jié)16-17
• 第2章 凝析天然氣的實驗研究17-22
• 2.1 實驗裝置17-20
• 2.1.1 槽式孔板17-18
• 2.1.2 流量計樣機18-19
• 2.1.3 實驗環(huán)道19-20
• 2.2 實驗數(shù)據(jù)20-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 基于時頻分析盲分離方法的兩相流量計量22-48
• 3.1 基于時頻分析盲分離的液相提取22-42
• 3.1.1 基于時頻分析的盲分離方法的原理與應用22-26
• 3.1.2 基于時頻分析盲分離的仿真信號處理26-36
• 3.1.3 實際差壓信號處理與結(jié)果分析36-42
• 3.2 基于相關式的氣相流量計量42-47
• 3.2.1 槽式孔板相關式介紹42-43
• 3.2.2 基于相關式的氣相流量計算43-47
• 3.3 本章小結(jié)47-48
• 第4章 基于獨立成分分析（ICA）的兩相流量計量48-74
• 4.1 基于獨立成分分析的液相提取48-71
• 4.1.1 獨立成分分析的原理與應用48-56
• 4.1.2 基于獨立成分分析的仿真信號處理56-67
• 4.1.3 實際差壓信號處理與結(jié)果分析67-71
• 4.2 基于相關式的氣相流量計量71-72
• 4.3 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻76-82
• 致謝82

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