油气管输企业数字化转型研究
这是一篇关于油气管道,油气管输企业,数字化转型的论文, 主要内容为企业数字化战略是我国实现“碳达峰、碳中和”目标的重要路径之一。油气管输企业数字化转型,是利用智慧传感、人工智能、云计算、大数据、5G、物联网、边缘计算、移动计算等技术对油气管输过程中涉及的介质、管线、站场、设备、周围环境、信息、资金、人员等物理模型进行数字化重构,并通过数字世界管控物理世界的过程,从而使系统工作流、物流、资金流、信息流得到高效操作,以最大程度地降低企业成本,提升企业效益,实现系统最优化运行。然而,油气管输企业现存的问题较为突出,进行了数字化转型的部分企业也存在诸多问题和误区。可以说,油气管输企业的数字化转型既十分必要,又问题重重。如何对油气管输企业成功实施数字化转型,是本文研究问题的核心。本文首先分析了油气管输企业所面临的市场环境以及发展格局,对比了传统油气管输企业和数字化油气管输企业的异同点,总结了传统油气管输企业的缺陷和数字化油气管输企业的优势,归纳了油气管输企业数字化转型的动因。然后回顾了油气管输企业数字化转型的研究基础,包括企业数字化、两化融合、转型方法等。再然后,本文以数字化转型相关理论为基础,以油气管输企业当前的市场环境格局为铺垫,分析了油气管输企业数字化转型的内外部动因及数字化转型亟待解决的问题,从战略层、管理层、技术层三个层级出发,提出了油气管输企业数字化转型的路径和全业务链贯通、多维度组织协同的数字化运行模式。并从核心业务数字化、质量风险防控智慧化、数据同源与信息共享、跨专业数据分析与价值挖掘等多个方面进行了管输企业数字化转型实践研究,规划了数字孪生体、智慧工地、焊缝大数据管理、智能站场等应用场景。本文获得的成果有:(1)本文解析了油气管输企业的数字化本质、转型动因以及数字化转型的核心问题,从战略层到技术层、从组织架构到业务职能全方位规划了油气管输企业数字化转型的路径,为同类企业进行数字化转型提供了战略地图。(2)本文构建了油气管道“建运维研”作业数字化平台模型,拉通了端到端业务流程,从规范化流程、数据同源、业务融合和智慧系统等方面构建了基于完整性管理的“数字管网”。(3)本文规划了数字孪生体、智慧工地、焊缝管理、智能站场等应用场景。从智能设备、数据应用、跨专业数据挖掘及分析和智慧系统四个方面设计内外协同模式,为提升工作质量提供了基础支撑。本文的研究是将学术界抽象的、理论化的数字化转型具体落实到了油气管输企业的具体情境,对于油气行业数字化转型的实践应用也提供了参考。
油气管道杂散电流检测仪关键技术研究
这是一篇关于油气管道,杂散电流检测,磁通门传感器,硬件设计,软件设计,实验样机的论文, 主要内容为油气管道被称为我国能源的“生命线工程”。杂散电流是造成油气管道外腐蚀,影响油气管道安全运行的重要因素之一。随着近些年埋地钢质管道与电气化铁路、高压输电线路等干扰源出现并行或交叉的状况增多,形成“公共走廊”,杂散电流的危害也日渐严重。针对目前国产杂散电流检测设备存在功能单一、抗干扰能力差、智能化程度低等问题,本文提出了一种对国外SCM检测技术进行国产化改进并集成多种检测技术的油气管道杂散电流检测仪。围绕杂散电流检测仪的关键技术,本文主要完成了以下四个方面的工作:(1)推导油气管道杂散电流检测仪的检测原理。通过电磁场理论和Maxwell软件建模对管道上杂散电流产生的磁场进行定性分析,提出由六个高精度的三分量磁传感器组成传感器阵列的方案,并在此基础上建立杂散电流磁场值和电流值的数学模型。(2)完成油气管道杂散电流检测仪的硬件功能设计。首先进行传感器选型设计,选用F902高精度三轴磁通门传感器作为磁传感器,选用便携式硫酸铜参比电极作为电位传感器;其次,进行模块化硬件电路设计,包括信号调理模块、信号采集模块、主控模块、存储模块、远程通信模块、LCD显示模块、试片断电法控制模块、电源及其转换模块等;最后,进行杂散电流检测仪的外观结构设计。(3)完成油气管道杂散电流检测仪的软件功能设计。下位机软件设计是基于MDK5开发环境,使用STM32函数库进行模块化编程开发;上位机软件设计是通过Lab VIEW和Qt分别搭建电位信号和磁场信号上位机平台;远程云平台基于B/S架构,采用前后端分离方式进行开发。(4)搭建油气管道杂散电流检测仪实验样机,并完成样机测试和实验。结果表明:本文所研制样机可以对多个杂散电流评价指标进行检测,其中,管地电位、交流干扰电压和土壤表面电位梯度的测量误差低于0.1%,满足标准要求;检测精度约为35m A@1m,即埋深1m时能够检测到的最小杂散电流约为35m A。
油气管道杂散电流检测仪关键技术研究
这是一篇关于油气管道,杂散电流检测,磁通门传感器,硬件设计,软件设计,实验样机的论文, 主要内容为油气管道被称为我国能源的“生命线工程”。杂散电流是造成油气管道外腐蚀,影响油气管道安全运行的重要因素之一。随着近些年埋地钢质管道与电气化铁路、高压输电线路等干扰源出现并行或交叉的状况增多,形成“公共走廊”,杂散电流的危害也日渐严重。针对目前国产杂散电流检测设备存在功能单一、抗干扰能力差、智能化程度低等问题,本文提出了一种对国外SCM检测技术进行国产化改进并集成多种检测技术的油气管道杂散电流检测仪。围绕杂散电流检测仪的关键技术,本文主要完成了以下四个方面的工作:(1)推导油气管道杂散电流检测仪的检测原理。通过电磁场理论和Maxwell软件建模对管道上杂散电流产生的磁场进行定性分析,提出由六个高精度的三分量磁传感器组成传感器阵列的方案,并在此基础上建立杂散电流磁场值和电流值的数学模型。(2)完成油气管道杂散电流检测仪的硬件功能设计。首先进行传感器选型设计,选用F902高精度三轴磁通门传感器作为磁传感器,选用便携式硫酸铜参比电极作为电位传感器;其次,进行模块化硬件电路设计,包括信号调理模块、信号采集模块、主控模块、存储模块、远程通信模块、LCD显示模块、试片断电法控制模块、电源及其转换模块等;最后,进行杂散电流检测仪的外观结构设计。(3)完成油气管道杂散电流检测仪的软件功能设计。下位机软件设计是基于MDK5开发环境,使用STM32函数库进行模块化编程开发;上位机软件设计是通过Lab VIEW和Qt分别搭建电位信号和磁场信号上位机平台;远程云平台基于B/S架构,采用前后端分离方式进行开发。(4)搭建油气管道杂散电流检测仪实验样机,并完成样机测试和实验。结果表明:本文所研制样机可以对多个杂散电流评价指标进行检测,其中,管地电位、交流干扰电压和土壤表面电位梯度的测量误差低于0.1%,满足标准要求;检测精度约为35m A@1m,即埋深1m时能够检测到的最小杂散电流约为35m A。
油气管输企业数字化转型研究
这是一篇关于油气管道,油气管输企业,数字化转型的论文, 主要内容为企业数字化战略是我国实现“碳达峰、碳中和”目标的重要路径之一。油气管输企业数字化转型,是利用智慧传感、人工智能、云计算、大数据、5G、物联网、边缘计算、移动计算等技术对油气管输过程中涉及的介质、管线、站场、设备、周围环境、信息、资金、人员等物理模型进行数字化重构,并通过数字世界管控物理世界的过程,从而使系统工作流、物流、资金流、信息流得到高效操作,以最大程度地降低企业成本,提升企业效益,实现系统最优化运行。然而,油气管输企业现存的问题较为突出,进行了数字化转型的部分企业也存在诸多问题和误区。可以说,油气管输企业的数字化转型既十分必要,又问题重重。如何对油气管输企业成功实施数字化转型,是本文研究问题的核心。本文首先分析了油气管输企业所面临的市场环境以及发展格局,对比了传统油气管输企业和数字化油气管输企业的异同点,总结了传统油气管输企业的缺陷和数字化油气管输企业的优势,归纳了油气管输企业数字化转型的动因。然后回顾了油气管输企业数字化转型的研究基础,包括企业数字化、两化融合、转型方法等。再然后,本文以数字化转型相关理论为基础,以油气管输企业当前的市场环境格局为铺垫,分析了油气管输企业数字化转型的内外部动因及数字化转型亟待解决的问题,从战略层、管理层、技术层三个层级出发,提出了油气管输企业数字化转型的路径和全业务链贯通、多维度组织协同的数字化运行模式。并从核心业务数字化、质量风险防控智慧化、数据同源与信息共享、跨专业数据分析与价值挖掘等多个方面进行了管输企业数字化转型实践研究,规划了数字孪生体、智慧工地、焊缝大数据管理、智能站场等应用场景。本文获得的成果有:(1)本文解析了油气管输企业的数字化本质、转型动因以及数字化转型的核心问题,从战略层到技术层、从组织架构到业务职能全方位规划了油气管输企业数字化转型的路径,为同类企业进行数字化转型提供了战略地图。(2)本文构建了油气管道“建运维研”作业数字化平台模型,拉通了端到端业务流程,从规范化流程、数据同源、业务融合和智慧系统等方面构建了基于完整性管理的“数字管网”。(3)本文规划了数字孪生体、智慧工地、焊缝管理、智能站场等应用场景。从智能设备、数据应用、跨专业数据挖掘及分析和智慧系统四个方面设计内外协同模式,为提升工作质量提供了基础支撑。本文的研究是将学术界抽象的、理论化的数字化转型具体落实到了油气管输企业的具体情境,对于油气行业数字化转型的实践应用也提供了参考。
基于阴极保护的油气管道在线监测系统设计与实现
这是一篇关于油气管道,阴极保护,在线监测,遥测终端,LSTM神经网络的论文, 主要内容为阴极保护技术可以对管道的腐蚀进行有效的控制,是抑制金属材质管道电化学腐蚀的重要措施之一。随着油气资源进入各个站点和千家万户,埋地油气长输管道的建设和管道阴极保护技术的应用也日益增多,目前埋地油气管道阴极保护系统存在着治理难、保护效果差、管理成本高等问题,并且周围电化学环境对油气管道的干扰影响也逐步加大,所造成的阴极保护系统的欠保护及过保护问题也层出不穷,对油气管道阴极保护系统进行“在线监测”是非常必要的。本研究基于油气管道的阴极保护技术的原理、保护准则和保护方法,对阴极保护系统在线监测需求进行分析,基于嵌入式系统、GPRS通信和WEB服务开发技术,设计了阴极保护电位遥测终端及远程服务软件的油气管道在线监测系统,并对某段油气管道的阴极保护效果进行了评价,分析了环境干扰的影响,最后通过神经网络对阴极保护电位进行了预测。本文的主要研究内容如下:1、针对国内外油气管道阴极保护的研究现状,基于阴极保护技术的原理、基本准则,对油气管道阴极保护方法、阴极保护电位的测量方法进行了研究,通过对比分析牺牲阳极和强制电流两种保护方法和测量方法的优缺点,对阴极保护系统技术指标进行了选取。2、根据系统的功能需求,制定了油气管道在线监测系统方案:设计了基于超低功耗MSP430单片机的遥测终端,主要包括硬件电路设计、数据采集、数据上传等;同时设计了基于Linux+Nginx+My SQL+PHP的远程服务软件,实现了油气管道阴极保护的实时监测、数据存储、数据分析、数据可视化、预警等服务。3、对阴极保护在线监测系统进行实验室测试,遥测终端采集的电位误差在±10m V以内,交流电压有效值误差小于50m V,均可满足设计要求;远程服务软件的WEB服务在主流的浏览器上运行良好,WEB功能达到设计要求。4、对阴极保护在线监测系统进行实际部署,实时采集10个遥测终端的阴极保护相关电位,首先,对电位波动原因进行分析,并按照选定的保护电位范围,对管道阴极保护状态进行了分析和评价;然后,就环境干扰对管道阴极保护的影响进行分析。最后将电位数据作为神经网络的输入,分别利用NARX和LSTM神经网络对阴极保护电位进行预测。LSTM神经网络具有较好的预测能力,其中LSTM模型的时间序列预测的决定系数达到了0.97,均方误差和平均相对误差分别为0.0011和0.008,预测精度较高。结果表明,利用LSTM神经网络可以对油气管道阴极保护电位进行有效预测,本系统能实现油气管道的在线监测并达到有效保护目的。
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