基于HYSYS的往复式天然气压缩机橇数字孪生系统

针对海上平台电驱往复式天然气压缩机橇工艺机理分析映射难、运行监测不够全面、智能化运维水平较低等问题,创建了一套基于HYSYS机理模型的整橇数字孪生系统。设计了数字孪生系统驱动方法,为HYSYS机理模型的输入参数采集和计算结果映射,以及系统的数据循环传输和功能执行提供理论基础。针对整体建模较为复杂的整橇天然气2级压缩流程进行了简化,并以此为基础进行了HYSYS软件仿真模型构建,将HYSYS模型冷却水流量的仿真计算结果与设备设计性能参数进行分析对比,验证了模型的映射性能。基于MySQL数据库和MATLAB编程构建了HYSYS与数据库的通信接口。搭建了数字孪生系统可视化软件操作平台,配套了硬件系统并进行了功能验证和有效性、实时性测试。研究结果表明:基于HYSYS机理模型的整橇数字孪生系统可实时有效地实现天然气2级压缩流程较为全面的状态参数计算、在线监测和工艺机理分析映射。

基于深度学习的海上油气平台仪表识别方法

海上油气平台采用巡检机器人开展定期巡检工作,通过图像采集与图像识别的方法实现仪表的自动化读数。为了解决巡检机器人指针式仪表读数受温度、光线、观察距离等导致识别精度不高的问题,结合工艺橇块常见指针式表盘的特点,在MASK R-CNN图像识别的基础上,通过改进实例边框回归算法,提出一种基于改进Mask RCNN算法的指针式仪表自动识别算法。采用倾斜矫正、分辨率提升等图像预处理算法,可以改善数字识别精度。利用改进的MASKR-CNN识别圆刻度线和指针,最后,计算出指针的偏转角度。实验结果表明,该算法具有较高的精度和鲁棒性,具有一定的理论价值。

基于自适应变尺度形态学滤波的冲击提取方法

针对在强背景噪声下,往复机械振动信号中冲击的次数及位置信息难以准确辨识的问题,提出一种结合总体经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,简称EEMD)和自适应变尺度形态学滤波器(adaptive variable scale morphological filter,简称AVSMF)的冲击特征提取方法。通过对信号进行EEMD,由峭度、相关系数指标筛选出隐含冲击成分的本征模态分量(intrinsic mode function,简称IMF),并根据各阶IMF的波形尺度与极值点幅值分布特性,为IMF中每个采样点选择合适的元素宽度进行级联式形态学滤波,实现冲击特征提取。针对信号中冲击成分难以精确定位的问题,提出一种自适应峰值相位检测算法。50次重复仿真实验结果表明,该算法具有较高的精度与稳定性。通过对一台闪蒸气双作用往复式压缩机的低压缸中体加速度信号进行冲击检测,验证了所提算法进行故障早期诊断有效性与准确性。

天然气压缩机设备关断阀部分行程测试研究

从油气生产实际需求及安全仪表系统理论角度出发,介绍了关断阀部分行程测试的概念、原理。为保证海洋平台上天然气压缩机设备的安全等级,采用部分行程测试的方式来实现对关断阀功能安全的提升。同时,针对市场上多种部分行程测试方式进行了分析,总结了各种实现方式的优缺点,并结合海洋工况特点及设备实际需求,推荐采用气控回路方式实现天然气压缩机设备关断阀部分行程测试,解决了工艺系统的关断安全问题。