【摘要】：井下油套管在長期服役過程中受復(fù)雜載荷作用和惡劣的井內(nèi)流體介質(zhì)沖刷腐蝕等作用,易于發(fā)生密封失效或穿孔而導(dǎo)致流體泄漏,引起油套管環(huán)空帶壓,對油氣井安全帶來威脅;及早準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)井下油套管泄漏,以便及時(shí)采取措施進(jìn)行治理,防止惡性事故發(fā)生已成為油氣開發(fā)生產(chǎn)中亟待解決的重大問題。本文針對開發(fā)油套管泄漏聲波地面檢測技術(shù)的需要,研究泄漏聲波信號處理方法,主要工作如下:(1)通過自行研制的油管泄漏聲波地面檢測系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn),分別開展不同孔徑和不同油套壓差條件下的泄漏狀態(tài)模擬實(shí)驗(yàn),并利用聲波信號采集裝置對信號進(jìn)行采集和儲(chǔ)存,通過分析確定泄漏聲波為非穩(wěn)態(tài)信號。(2)選擇與非穩(wěn)態(tài)聲波信號性質(zhì)類似的chrip信號作為仿真模擬信號,利用STFT(快速傅里葉變換)、WT(小波變換)和HHT(希爾伯特-黃變換)三種時(shí)頻分析方法對其進(jìn)行分析,根據(jù)結(jié)果比較其時(shí)頻分析特性,即分辨率的高低,證明了HHT較為適合分析非穩(wěn)態(tài)的聲波信號。(3)利用HHT對室內(nèi)試驗(yàn)中采集到的油管泄漏聲波信號進(jìn)行分析,得到信號的瞬時(shí)幅值圖、瞬時(shí)頻率圖和希爾伯特邊際譜,選取信號的瞬時(shí)幅值峰值作為特征參數(shù),通過線性回歸分析得到泄漏孔孔徑尺寸與聲波信號幅值之間的關(guān)系,得出了泄漏孔徑尺寸推測公式。(4)在海上平臺(tái)進(jìn)行了油套管泄漏檢測實(shí)驗(yàn),分別對A井和B井的聲波數(shù)據(jù)進(jìn)行Hilbert譜分析,最后利用公式推斷出井下泄漏孔徑尺寸,有效地反映了井下油套管泄漏程度。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE931.2;TE38
【圖文】：

第1 章 緒論1.4.2 論文的技術(shù)路線論文的主要研究方法：首先利用油套管泄漏地面檢測系統(tǒng)對不同油套壓差、不同泄漏孔徑尺寸條件下的泄漏聲波信號進(jìn)行采集，并對時(shí)下較為流行的幾種信號時(shí)頻分析處理方法進(jìn)行了仿真比較，最后得出希爾伯特黃變換較為適合非穩(wěn)態(tài)非線性的聲波信號的結(jié)論。通過對不同尺寸的泄漏孔徑的聲波信號瞬時(shí)幅值的分析，得出聲波信號與泄漏孔徑大小之間的定量關(guān)系。最后，綜合上述研究成果，進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。論文研究思路流程圖如圖 1.1 所示。

圖 2.1 油管泄漏模擬系統(tǒng)Fig. 2.1 Tubing leakage simulation system（1）管柱模擬①管體及環(huán)空部分一般油氣井中存在至少 4 層油套管結(jié)構(gòu)，即表層套管、技術(shù)套管、生產(chǎn)套管及油管形成至少 A（油套環(huán)空）、B（技套環(huán)空）、C 三個(gè)環(huán)空[12]。本系統(tǒng)選擇對 A 環(huán)空進(jìn)行模擬，即模擬油套環(huán)空的情況，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工況，內(nèi)層管選用 N80材質(zhì)外徑 88.9mm 的油管（可更換其他材質(zhì)、尺寸），外層管選用外徑 244.475mm的套管，內(nèi)外管嵌套放置形成環(huán)空，如圖 2-1 所示。本系統(tǒng)采用水平放置的方式,此方式對聲波傳播并不影響，能夠真實(shí)模擬實(shí)際工況泄漏形式。泄漏孔設(shè)置在內(nèi)層油管壁，為了便于對泄漏孔的一系列操作（改變形狀、尺寸、位置），在保證環(huán)空耐壓性能的前提下，外層套管之間采用法蘭的連接方式，既提高了系統(tǒng)的可操作性又保證了現(xiàn)場的還原度。②井口部分該部分主要模擬油套管與井口設(shè)備之間（在此為油管四通）的連接情況，系

有低壓儲(chǔ)氣罐、高壓儲(chǔ)氣罐、壓縮機(jī)、控制系統(tǒng)壓儲(chǔ)氣罐中的低壓氣體先經(jīng)過干燥脫水等程序然氣罐儲(chǔ)存。實(shí)驗(yàn)中通過操作控制系統(tǒng)，控制高壓量進(jìn)入測試油管，并在油管內(nèi)形成相對穩(wěn)定的流了壓力、溫度等參數(shù)的測量。足實(shí)驗(yàn)要求的壓力，同時(shí)避免儲(chǔ)氣罐壁厚過大，儲(chǔ)氣瓶作為高壓儲(chǔ)氣罐，單個(gè)儲(chǔ)氣瓶的壓力可流進(jìn)油管，儲(chǔ)氣瓶內(nèi)壓力降低，會(huì)對管內(nèi)氣流相對穩(wěn)定的氣流，需要使用壓縮機(jī)及時(shí)對鋼瓶檢測裝置統(tǒng)根據(jù)海上氣井井口結(jié)構(gòu)及井架間布置環(huán)境設(shè)計(jì)接，連接方式為法蘭連接，連接位置為油套管四可以使傳感器完全伸入環(huán)空內(nèi)。聲波泄漏檢測模塊與信號采集模塊，如圖 2.2 所示。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;希爾伯特[J];閱讀;2019年78期

2 徐樹成;;數(shù)學(xué)巨星——希爾伯特[J];中學(xué)數(shù)學(xué)研究;2003年04期

3 張歡心;;希爾伯特·邁爾的優(yōu)質(zhì)課堂觀及啟示[J];商業(yè)故事;2016年29期

4 李承治;李偉固;;弱化希爾伯特第16問題及其研究現(xiàn)狀[J];數(shù)學(xué)進(jìn)展;2010年05期

5 蔡天新;希爾伯特:一個(gè)時(shí)代的終結(jié)者[J];讀書;2002年08期

6 陳壽昌;;大衛(wèi)·希爾伯特簡介[J];韶關(guān)師專學(xué)報(bào);1987年02期

7 成培來;;希爾伯特的第十六問題[J];世界科學(xué);1988年09期

8 ;科學(xué)地提出問題是解決問題的前提[J];文藝爭鳴;1989年01期

9 徐福生;希爾伯特——現(xiàn)代數(shù)學(xué)的巨星[J];自然雜志;1982年01期

10 胡作玄;;現(xiàn)代數(shù)學(xué)的巨人——紀(jì)念希爾伯特誕生120周年[J];自然辯證法通訊;1982年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 任方琴;趙治棟;;基于希爾伯特振動(dòng)分解的心音身份識(shí)別算法[A];浙江省信號處理學(xué)會(huì)2012學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2012年

2 張長根;王玉文;孟凡計(jì);;頻譜管理中基于希爾伯特-黃變換的干擾診斷[A];第五屆ABB杯全國自動(dòng)化系統(tǒng)工程師論文大賽論文集[C];2011年

3 王逸林;蔡平;惠俊英;梅繼丹;;希爾伯特黃變換在矢量信號處理中應(yīng)用的初步探討[A];中國聲學(xué)學(xué)會(huì)2006年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

4 葛鑫;劉懷山;張如一;;基于希爾伯特黃變換的瞬時(shí)屬性提取方法研究[A];國家安全地球物理叢書（八）——遙感地球物理與國家安全[C];2012年

5 任學(xué)平;湯曉峰;王培;武磊;;基于希爾伯特黃變換與相關(guān)分析結(jié)合的振動(dòng)信號降噪[A];第十二屆全國設(shè)備故障診斷學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

6 姚熊亮;張阿漫;許維軍;;基于EMD的希爾伯特黃變換及其在爆炸信號分析中的應(yīng)用[A];2005年船舶結(jié)構(gòu)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

7 劉卓夫;廖振鵬;桑恩方;;基于希爾伯特黃變換的濾波器設(shè)計(jì)[A];第十二屆全國信號處理學(xué)術(shù)年會(huì)（CCSP-2005）論文集[C];2005年

8 陳陽;王平;劉孝成;張艷艷;冀凱倫;;基于希爾伯特黃變換的巴克豪森應(yīng)力檢測方法[A];2018遠(yuǎn)東無損檢測新技術(shù)論壇論文集[C];2018年

9 張彩軍;韓志杰;楊愛民;潘宇航;常錦才;韓陽;;基于希爾伯特黃變換的轉(zhuǎn)爐火焰光譜特征分析及應(yīng)用[A];2017高效、低成本、智能化煉鋼共性技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2017年

10 馬嘉祥;李思敏;李秋實(shí);;希爾伯特-黃變換在進(jìn)氣畸變條件下壓氣機(jī)失速信號分析中的應(yīng)用[A];2018年全國工業(yè)流體力學(xué)會(huì)議摘要集[C];2018年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 記者 王潔明;瑞典22歲女教師破解希爾伯特難題[N];新華每日電訊;2003年

2 蔡天新;希爾伯特和數(shù)學(xué)的鼎盛時(shí)代[N];中華讀書報(bào);2002年

3 記者 王端鵬;王敏會(huì)見德國客人[N];濟(jì)南日報(bào);2013年

4 紀(jì)志剛;讓數(shù)學(xué)走進(jìn)社會(huì)，讓公眾理解數(shù)學(xué)[N];中華讀書報(bào);2002年

5 柯南;全球健康的14個(gè)重大挑戰(zhàn)[N];南方周末;2003年

6 南京大學(xué)哲學(xué)系 張建軍;致力于構(gòu)建和完善聯(lián)合演算理論[N];中國社會(huì)科學(xué)報(bào);2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 王逸林;希爾伯特黃變換在矢量信號處理中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

2 阮有興（Nguyen Huu Hung）;基于希爾伯特—黃變換的移動(dòng)荷載作用下橋梁健康監(jiān)測方法研究[D];吉林大學(xué);2013年

3 高云超;希爾伯特—黃變換在水聲信號處理中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

4 張哲;雙二次域的希爾伯特虧格域[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

5 李威;積分方程之巴拿赫空間理論的形成[D];西北大學(xué);2015年

6 李亞亞;希爾伯特的積分方程理論[D];西北大學(xué);2015年

7 杜建衛(wèi);希爾伯特黃變換方法及其在特征提取中的應(yīng)用研究[D];北京科技大學(xué);2017年

8 胡智;廣義幾何，霍奇理論及其物理應(yīng)用[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 梁政偉;基于希爾伯特-黃變換的井下油套管泄漏信號分析[D];中國石油大學(xué)(北京);2018年

2 王平正;基于希爾伯特-黃的便攜式三維測量技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2019年

3 李嘉杭;基于希爾伯特—黃變換的地震信號譜重排方法研究[D];吉林大學(xué);2019年

4 鄒小兵;基于希爾伯特振動(dòng)分解的建筑結(jié)構(gòu)工作模態(tài)識(shí)別[D];湖南大學(xué);2018年

5 曹文雄;基于希爾伯特—黃變換的超聲組織定征的研究[D];華南理工大學(xué);2018年

6 高云超;希爾伯特—黃變換方法的仿真研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

7 周小龍;希爾伯特—黃變換在故障診斷中的應(yīng)用[D];長春工業(yè)大學(xué);2014年

8 宋飛;基于希爾伯特黃變換的齒輪箱故障特征提取與消噪技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2010年

9 鄒曉杰;希爾伯特—黃變換及其在語音增強(qiáng)中的應(yīng)用研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

10 安懷志;希爾伯特黃變換理論和應(yīng)用的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

本文編號：2743195