近年來,隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,油氣能源的需求量與日俱增,采用無損檢測手段對油氣井采集系統(tǒng)進(jìn)行有效評估成為保障油氣采集作業(yè)安全的重要手段。脈沖渦流檢測方法因其不受非鐵磁性干擾的影響、檢測速度快等優(yōu)勢,在油氣井結(jié)構(gòu)缺陷檢測中備受關(guān)注。本文結(jié)合相關(guān)科研項目,面向油氣井工程實(shí)際需求,開展了多層管柱結(jié)構(gòu)脈沖渦流檢測的基于有限元分析的數(shù)值仿真和缺陷定性定量分析方法研究。在進(jìn)行適當(dāng)?shù)某橄笈c簡化后,本文應(yīng)用基于有限元分析法的數(shù)值仿真方法分析了油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)的脈沖渦流檢測信號特征和規(guī)律;研究了典型缺陷的判別和分類方法;并針對油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)缺陷檢測中最小套管內(nèi)徑這一關(guān)鍵參數(shù),開展定量分析方法研究。論文主要的研究工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:（1）針對油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)脈沖渦流檢測響應(yīng)規(guī)律復(fù)雜以及在各種典型場景下檢測機(jī)理研究薄弱等問題,研究了基于有限元分析的數(shù)值仿真建模方法,對橫縫、縱縫、彎曲變形、擠壓變形等典型缺陷以及實(shí)際檢測中采用的三個方向的探頭,設(shè)計了單層套管縱向探頭模型、單層套管橫向探頭模型、油管+套管縱向探頭模型等多組數(shù)值仿真模型,采用有限元分析法進(jìn)行求解,分析了不同場景下的響應(yīng)信號和空間電磁場... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：207 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 無損檢測概述
        1.2.1 無損檢測方法及其在油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用概述
        1.2.2 脈沖渦流檢測概述
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 脈沖渦流檢測技術(shù)研究熱點(diǎn)
        1.3.2 油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)脈沖渦流檢測方法研究現(xiàn)狀
        1.3.3 研究現(xiàn)狀小結(jié)和需要進(jìn)一步研究的問題
    1.4 課題的提出和論文主要研究內(nèi)容
第二章 脈沖渦流檢測技術(shù)基礎(chǔ)
    2.1 脈沖渦流檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.2 脈沖渦流檢測原理
        2.2.1 脈沖渦流檢測的理論解釋和基于麥克斯韋電磁場理論的機(jī)理分析
        2.2.2 脈沖渦流的趨膚效應(yīng)
    2.3 油氣井多層管柱的脈沖渦流檢測
        2.3.1 油氣井多層管柱脈沖渦流檢測實(shí)驗試件
        2.3.2 油氣井多層管柱脈沖渦流檢測實(shí)驗儀器
        2.3.3 油氣井多層管柱脈沖渦流檢測信號分析
        2.3.4 油氣井多層管柱脈沖渦流檢測的特征與難點(diǎn)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)脈沖渦流檢測的基于有限元分析的數(shù)值仿真建模研究
    3.1 引言
    3.2 有限元分析基本原理及模型構(gòu)建方法
    3.3 基于有限元分析的油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)脈沖渦流檢測機(jī)理研究
        3.3.1 單層套管縱向探頭模型有限元分析
        3.3.2 單層套管橫向探頭模型有限元分析
        3.3.3 油管+套管縱向探頭模型有限元分析
    3.4 仿真模擬結(jié)果對比和總結(jié)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)脈沖渦流檢測缺陷定性分析方法研究
    4.1 引言
    4.2 基于隨機(jī)森林分類的油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)缺陷定性檢測方法
        4.2.1 脈沖渦流檢測信號的基線漂移現(xiàn)象及基于分段最小二乘法的基線去除方法
        4.2.2 基于改進(jìn)主成分分析的特征提取方法
        4.2.3 基于隨機(jī)森林分類的定性分析方法
    4.3 實(shí)驗驗證與數(shù)據(jù)分析
        4.3.1 油氣井單層管柱結(jié)構(gòu)缺陷定性判別實(shí)驗結(jié)果分析
        4.3.2 油氣井油管+套管管柱結(jié)構(gòu)缺陷定性判別實(shí)驗結(jié)果分析
        4.3.3 油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)脈沖渦流檢測缺陷定性分析實(shí)驗結(jié)論
    4.4 本章小結(jié)
第五章 油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)脈沖渦流檢測缺陷定量分析方法研究
    5.1 引言
    5.2 基于隨機(jī)森林回歸的油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)缺陷定量分析方法
        5.2.1 組合特征量提取方法
        5.2.2 基于隨機(jī)森林回歸的定量分析方法
    5.3 實(shí)驗驗證與數(shù)據(jù)分析
        5.3.1 油氣井單層管柱結(jié)構(gòu)缺陷定量分析實(shí)驗結(jié)果分析
        5.3.2 油氣井油管+套管管柱結(jié)構(gòu)缺陷定量分析實(shí)驗結(jié)果分析
        5.3.3 油氣井多層管柱結(jié)構(gòu)脈沖渦流檢測缺陷定量分析實(shí)驗結(jié)論
    5.4 本章小結(jié)
第六章 論文工作總結(jié)和展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
致謝
個人簡歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[6]多層導(dǎo)電結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀態(tài)脈沖渦流檢測與評估方法研究[D]. 趙凌.浙江大學(xué) 2016
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[9]主成分分析法研究及其在特征提取中的應(yīng)用[D]. 陳佩.陜西師范大學(xué) 2014
[10]基于脈沖渦流的管道內(nèi)檢測技術(shù)研究[D]. 李春雨.內(nèi)蒙古大學(xué) 2014



本文編號：3175546