[发明专利]工艺管线疲劳损伤识别及预测方法、系统、设备和介质

说明书

本发明涉及一种工艺管线疲劳损伤识别及预测方法、系统、设备和介质，所述方法包括：计算海洋石油平台各工艺管线的失效可能性系数，确定多模信号检测的关键工艺管线；获取关键工艺管线的多模检测数据，并基于获取的多模检测数据进行损伤识别，得到关键工艺管线的损伤识别结果；基于损伤识别结果，根据应力应变测量数据对关键工艺管线进行疲劳寿命预测，得到关键工艺管线的疲劳寿命预测结果。本发明结合工艺流动参数、噪声水平以及振动参数，对海洋平台关键工艺管道进行分类识别，并开展相应的疲劳分析，可以广泛应用于海洋石油安全评估、预测分析及安全生产技术领域。

技术领域

本发明涉及海洋石油安全评估、预测分析及安全生产技术领域，具体涉及一种基于多模融合的工艺管线疲劳损伤识别及预测方法、系统、设备和介质。

背景技术

海洋石油平台工艺处理介质均为易燃易爆的烃类物质，且流程中具有一定压力，甚至高压，一旦发生泄漏，将会导致大量烃类物质泄漏，引发火灾爆炸等事故风险。据不完全统计，油气泄漏占海洋石油事故统计的1/3以上，是造成海洋石油开发重大事故风险的主要原因。

海洋石油平台设计寿命一般超过20年，达到设计寿命的海洋石油平台通常还存在超期服役的情况，而延寿评估或定期特检并不会涉及到工艺管线的检测和评估。关键工艺管线在长期油气腐蚀、振动效应、时间效应下其强度、结构等都会存在弱化或损伤情况的出现，这就为关键工艺管线的失效和泄漏埋下了隐患。

然而，针对工艺管线损伤很难依靠无损探伤技术来实现全面覆盖，主要原因是管系配置复杂、位置多变，且无法结合影响载荷进行预测分析。而单一因素的传感信号识别又存在精度无法保证，数据源信号单一的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于多模融合的工艺管线疲劳损伤识别及预测方法、系统、设备和介质，结合多种传感信号进行融合分析，以便对长期服役海洋石油平台关键工艺管线损伤的有效识别以及疲劳预测分析，以获知关键工艺管线的安全状态，便于提前进行相应的控制及干预，以防止工艺管线的突然失效，进而引发的火灾爆炸事故。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种工艺管线疲劳损伤识别及预测方法，其包括以下步骤：

计算海洋石油平台各工艺管线的失效可能性系数，确定多模信号检测的关键工艺管线；

获取关键工艺管线的多模检测数据，并基于获取的多模检测数据进行损伤识别，得到关键工艺管线的损伤识别结果；

基于损伤识别结果，根据应力应变测量数据对关键工艺管线进行疲劳寿命预测，得到关键工艺管线的疲劳寿命预测结果。

进一步，所述计算海洋石油平台各工艺管线的失效可能性系数，确定多模信号检测的关键工艺管线的方法，包括：

分别进行海洋石油平台工艺管线内流体至振动评估、流体脉动评估以及高频声学振动评估，得到各工艺管线的失效可能性系数；

基于得到的各工艺管线的失效可能性系数确定海洋石油平台工艺管线的薄弱位置，作为多模信号检测的关键工艺管线。

进一步，所述获取关键工艺管线的多模检测数据，并基于获取的多模检测数据进行损伤识别，得到关键工艺管线的损伤识别结果的方法，包括以下步骤：

对关键工艺管线进行振动测量和声发射测量，得到关键工艺管线的振动信号和声发射信号；

对关键工艺管线的振动信号和声发射信号进行预处理得到输入向量，输入预先构建的多模融合损伤识别模型，得到多模融合损伤识别结果。

进一步，多模融合损伤识别模型的构建方法，包括以下步骤：

对振动信号进行预处理，并输入BP神经网络智能模型进行损伤识别，得到基于振动信号的损伤识别结果；