小波降噪和时空轨迹数据精细化理论及在采油集输监控系统的应用

发布时间：2022-08-01 16:56

　　石油产业属于高科技密集型产业,信息化实施的程度将直接影响其竞争能力。采油集输监控是油田数字化建设的重要基础,随着通信、计算机及自动化技术的进步,智能监控系统在油田生产环节中的应用越来越广泛,智能油田、智慧油田已经成为油田的重要发展方向。采油集输监控系统的开发过程中发现,数据质量直接影响系统性能及应用效果,如何消除信号噪声、提高数据质量是智慧油田建设的关键共性技术之一。因此,本文以胜利油田集输监控项目为研究背景,以数据质量优化为核心展开研究,对现场采集传感器信号、时空信号两大类数据进行去噪处理,在此基础上对产液量计量方法、偏远井拉运轨迹里程统计方法及采油集输监控系统故障识别方法进行智能优化及应用技术研究。主要研究内容如下:（1）针对采油集输监控系统现场数据的噪声问题,提出了一种改进小波降噪方法。基于Mallat算法对油田现场传感器信号的降噪处理过程进行描述,提出了一种基于分层变异系数的新阈值方法,并对传统软硬阈值函数进行改进,对其性质进行验证。最后对典型现场功图数据采用新阈值及改进阈值函数法进行信号分解与重构,并通过与传统方法的去噪效果对比,对优化改进算法进行验证。（2）在对地面功图数据... 

【文章页数】：138 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源、背景及意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 问题提出及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 采油集输监控系统
        1.2.2 现场数据降噪优化
        1.2.3 产液量计量方法
        1.2.4 时空轨迹数据处理
        1.2.5 集输过程故障诊断
    1.3 研究方法及主要研究内容
        1.3.1 研究技术路线
        1.3.2 主要研究内容
第2章 现场数据小波降噪理论
    2.1 傅立叶和小波分析理论
        2.1.1 傅立叶分析及其局限性
        2.1.2 小波分析理论
    2.2 Mallat降噪的原理及步骤
        2.2.1 Mallat算法
        2.2.2 现场信号降噪流程
    2.3 小波阈值降噪理论改进
        2.3.1 经典阈值及其局限性
        2.3.2 新阈值
        2.3.3 经典阈值函数及其局限性
        2.3.4 改进阈值算法
    2.4 实例验证与结果分析
        2.4.1 数据来源与数据预处理
        2.4.2 小波降噪结果
        2.4.3 功图效果对比
    2.5 本章小结
第3章 去噪功图计量优化
    3.1 油井杆柱系统力学建模及求解
        3.1.1 有杆抽油机组成
        3.1.2 系统模型建立
        3.1.3 波动方程求解
    3.2 产液量计算模型构建
    3.3 泵功图特征点识别
        3.3.1 基本形状分析
        3.3.2 曲率算法
        3.3.3 有效冲程计算
    3.4 产液量计算及结果分析
        3.4.1 计算步骤
        3.4.2 结果对比分析
    3.5 本章小结
第4章 时空轨迹数据精细化处理算法
    4.1 时空轨迹数据处理
        4.1.1 静态误差点处理
        4.1.2 行驶中大误差奇异点处理
        4.1.3 偏离路线小误差点处理
        4.1.4 缺失数据补偿
    4.2 轨迹曲线拟合方法
    4.3 轨迹里程算法
    4.4 实验结果分析
        4.4.1 测试环境
        4.4.2 测试结果
        4.4.3 结果分析
    4.5 本章小结
第5章 基于过程数据的故障识别
    5.1 故障精确识别方法构架
    5.2 基于数据阈值的网络层故障检测
        5.2.1 数据阈值分析方法
        5.2.2 网络拓扑实时探测算法
        5.2.3 故障反推演定位方法
        5.2.4 通信适配器故障
    5.3 基于数据质量的数据层故障检测
        5.3.1 离线状态PCA建模
        5.3.2 在线PCA故障诊断
    5.4 应用效果与结果分析
        5.4.1 网络层故障检测
        5.4.2 数据层结果验证
    5.5 本章小结
第6章 采油集输监控系统开发及应用
    6.1 采油集输监控系统架构
        6.1.1 采油集输工艺简介
        6.1.2 采油集输监控系统架构
    6.2 联合站监控系统设计
        6.2.1 系统整体方案
        6.2.2 现场数据采集
        6.2.3 监控软件设计
        6.2.4 系统应用效果
    6.3 油井监控系统设计
        6.3.1 系统整体方案
        6.3.2 现场数据采集
        6.3.3 监控软件设计
        6.3.4 系统应用效果
    6.4 多井智能计量平台设计
        6.4.1 系统整体构架
        6.4.2 监控软件设计
        6.4.3 系统应用效果
    6.5 偏远井拉运智能监控平台设计
        6.5.1 系统整体方案
        6.5.2 监控软件设计
        6.5.3 系统应用效果
    6.6 本章小结
第7章 结论与展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文及科研工作
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于泵功图的油井产液量实时计量新模型[J]. 陈德春,姚亚,张瑞超,徐悦新,李奇,秦延才,杨康敏.  科技通报. 2017(11)
[2]基于GPS与图像融合的智能车辆高精度定位算法[J]. 李祎承,胡钊政,胡月志,吴华伟.  交通运输系统工程与信息. 2017(03)
[3]基于Web墨卡托投影的导航电子地图设计[J]. 何碧容,蔡倩.  计算机测量与控制. 2017(01)
[4]顾及速度约束的基于时间序列GPS漂移数据处理方法[J]. 刘子政,李默颖,黄长青,杜胜兰,李枫,栗法.  测绘地理信息. 2017(01)
[5]基于Android平台的功图计量分析系统开发与应用[J]. 户虎,常鹏刚,尉红刚,梁胜利,高鹏,夏志学.  石油化工自动化. 2016(06)
[6]一种众源车载GPS轨迹大数据自适应滤选方法[J]. 唐炉亮,杨雪,牛乐,常乐,李清泉.  测绘学报. 2016(12)
[7]轨迹大数据:数据处理关键技术研究综述[J]. 高强,张凤荔,王瑞锦,周帆.  软件学报. 2017(04)
[8]一种基于改进阈值函数的小波阈值降噪算法[J]. 倪培峰,胡雄.  电子技术应用. 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]基于改进AOE网络的低频浮动车数据地图匹配算法[J]. 沈敬伟,周廷刚,张弘弢.  西南交通大学学报. 2015(03)

博士论文
[1]测井数据的小波分析方法研究[D]. 杨怀杰.中国地质大学 2016
[2]多源数字油田数据与油田数据融合及方法研究[D]. 高倩.长安大学 2015
[3]智能电网暂态故障检测和电流过载预防控制研究[D]. 孙健.重庆大学 2014

硕士论文
[1]简易称重法油井产量计量装置应用试验研究[D]. 贾贺坤.东北石油大学 2018
[2]自适应滤波算法及其在电力谐波检测的应用[D]. 刘倩倩.西南交通大学 2018
[3]某联合站控制系统研究与设计[D]. 赵欢.西南石油大学 2017
[4]基于改进阈值函数的小波去噪及其优化研究[D]. 卢广森.昆明理工大学 2017
[5]称重式油井自控计量装置的设计[D]. 白海莲.大连海事大学 2016
[6]基于改进小波阈值法的动液面信号去噪研究[D]. 袁孟宇.东北石油大学 2015
[7]较低信噪比下信号去噪方法研究[D]. 谢东.电子科技大学 2015
[8]稠油SAGD油井有杆举升系统优化设计[D]. 李微.中国石油大学(华东) 2014
[9]基于GPS数据的城市交通分析系统的研究与实现[D]. 郑哲.中国海洋大学 2014
[10]基于稀疏分解的信号去噪方法研究[D]. 史丽丽.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3667828