Get a site

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته ابزاردقیق و اتوماسیون در صنعت نفت

عنوان : پیش­ بینی نرخ خوردگی و ثابت سرعت سایش در لوله مغزی­های گاز با بهره گرفتن از شبکه عصبی

دانشگاه شیراز

دانشکده الکترونیکی

پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد

گرایش ابزاردقیق و اتوماسیون در صنعت نفت

عنوان

عنوان پایان نامه – پیش­ بینی نرخ خوردگی و ثابت سرعت سایش در لوله مغزی­های گاز با بهره گرفتن از شبکه عصبی

استاد راهنما

دکتر فریدون اسماعیل­زاده

دکتر مهران یزدی

استاد مشاور

دکتر سیروس جوادپور

دکتر علیرضا روستا

شهریور۱۳۹۲  


(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
خوردگی پدیده­ای است که به علت تأثیر عوامل مختلف، پیچیدگی بسیار زیادی دارد و به راحتی قابل مدلسازی نیست. جهت پیش ­بینی و مدلسازی خوردگی به واکنش­ها و فرایندهای فیزیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی آن توجه می­شود و مدلسازی بر اساس آن انجام می­گیرد. با وجود موفقیت­هایی که این مدل­ها داشته اند، لیکن به علت تعدد عوامل تأثیرگذار که بعضا ناشناخته نیز هستند، نیاز به مدل­هایی است که با دقت بیشتری این پدیده را مدلسازی و پیش ­بینی کنند.  ضمنا، صنایع نفت و گاز خصوصا صنایع بالادستی همواره با معضل پدیده سایش/خوردگی مواجه بوده است و علاوه بر محدودیت­های ذاتی موجود در مخزن که بر توان تولید چاه­های تولیدی گاز هر مخزن اثر می­گذارد، محدودیت سرعت سیال در رشته تولیدی چاه به منظور پیشگیری از پدیده سایش/ خوردگی یکی دیگر از عوامل تعیین کننده ظرفیت تولیدی یک چاه گازی می­باشد. یک روش معمول برای بدست آوردن سرعت تولید استفاده از رابطه­ پیشنهاد شده توسط استاندارد API RP 14E  است. در این رابطه فاکتور C،که همان ثابت سرعت سایش است، در شرایط مختلف توسط استاندارد پیشنهاد شده­است. تجربه نشان داده که پیشنهاد این استاندارد در بسیاری موارد محافظه ­کارانه است.
هدف از این تحقیق پیش ­بینی نرخ خوردگی توسط شبکه عصبی و همچنین ثابت سرعت سایش  توسط شبکه ­های عصبی مصنوعی است و پیشنهاد عددی مناسب برای ثابت C با بهره گرفتن از داده ­های میدانی از چاه­های گازی مورد بحث است، بنحوی که پدیده­ سایش/خوردگی اتفاق نیافتد.

واژه‌های کلیدی:
شبکه عصبی، خوردگی فلزات، ثابت سایش، لوله مغزی، چاه گازی
فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                صفحه
فصل اول: مقدمه. ۹
۱-۱ معرفی کل تحقیق.. ۹
۱-۲ فعالیت های پیشین و تاریخچه تحقیق.. ۱۱
۱-۳ اهداف پژوهش…. ۱۷
فصل دوم: شبکه های عصبی.. ۱۸
۲-۱  مدلسازی نرون تنها ۱۹
۲-۲  تابع فعالیت… ۲۰
۲-۳ معماری شبکه عصبی.. ۲۱
۲-۳-۱ شبکه های پیشخور ۲۲
۲-۳-۲ شبکه های برگشتی.. ۲۲
۲-۴  الگوریتم های یادگیری.. ۲۳
۲-۵ شبکه عصبی MLP.. 24
۲-۵-۱  الگوریتم پس انتشار خطا ۲۵
۲-۵-۲ سیگنال خطا ۲۶
۲-۵-۳ انتخاب نرخ یادگیری.. ۲۶
۲-۵-۴ مرحله آموزش… ۲۷
۲-۵-۵ قابلیت تعمیم دهی.. ۲۷
۲-۵-۶  توقف آموزش… ۲۸
۲-۶  شبکه RBF.. 29
۲-۶-۱  ساختار شبکه عصبی شعاعی.. ۳۰
۲-۶-۲-۱ تعیین موقعیت مراکز. ۳۵
۲-۶-۲-۲  تعیین انحراف استاندارد. ۳۷
۲-۶-۲-۳  آموزش ماتریس وزن لایه خروجی… ۳۸
فصل سوم: منطق فازی.. ۴۰
۳-۱ مقدمهای بر سیستمهای فازی.. ۴۰
۳-۲  اجزاء پایه سیستم استنتاج فازی(FIS) 45
۳-۲-۱  پایگاه قواعد فازی.. ۴۵
۳-۲-۱-۱   ویژگی های مجموعه قواعد.. ۴۵
۳-۲-۲  موتور استنتاج فازی.. ۴۷
۳-۲-۲-۱   استنتاج مبتنی بر ترکیب قواعد.. ۴۷
۳-۳  غیرفازی‌ساز ۴۹
۳-۳-۱  غیرفازی‌ساز مرکز ثقل.. ۴۹
۳-۳-۲  غیرفازی‌ساز میانگین مراکز. ۴۹
۳-۳-۳   غیرفازی‌ساز ماکزیمم. ۵۰
فصل چهارم: سیستم های استنتاج فازی-عصبی تطبیقیANFIS)). 52
فصل پنجم: خوردگی.. ۵۴
۵-۱  مقدمه ای بر خوردگی.. ۵۴
۵-۱-۱  هزینه های خوردگی.. ۵۶
۵-۱-۲  بررسی انواع خوردگی.. ۵۷
۵-۲  طراحی سیستم های آلی ضدخوردگی.. ۶۸
۵-۳  خوردگی در تأسیسات نفت و گاز ۷۰
۵-۳-۱  خوردگی توسط گاز خورنده دی ‌اکسیدکربن.. ۷۱
۵-۳-۲  خوردگی توسط مایعات خورنده مخازن نفتی.. ۷۳
۵-۳-۳  خوردگی توسط گاز خورنده سولفید هیدروژن.. ۷۳
۵-۴  خوردگی در سیستم های سه فازی چاه ها و لوله های گاز و روش های کنترل آن.. ۷۷
۵-۴-۱  روش های کنترل خوردگی.. ۷۷
۵-۴-۱-۱   بازدارنده های خوردگی… ۷۸
۵-۳-۱-۲   روش تثبیت pH… 82
فصل ششم: پدیده ی سایش در سیستم های تولید هیدروکربن.. ۸۸
۶-۱  فرایند سایش در چاه های تولیدی نفت و گاز ۸۹
۶-۲  مکانیزم های سایش…. ۹۰
۶-۲-۳  آسیب پذیری تجهیزات در برابر پدیده سایش: ۹۰
۶-۳-۲-۱ جنس تجهیزات… ۹۲
۶-۳-۲-۲ فلزات هادی و مواد مرسوم دیگر. ۹۲
۶-۳-۲-۳ مواد ویژه مقاوم در برابر سایش….. ۹۳
۶-۴  سایش ناشی از ماسه یا ریز ذرات… ۹۴
۶-۴-۱ تولید ماسه و انتقال آن.. ۹۴
۶-۴-۲  اندازه، شکل و سختی ذرات جامد. ۹۶
۶-۵  سایش/ خوردگی.. ۹۷
۶-۶  سایش ناشی از اصابت قطرات مایع.. ۹۸
۶-۷ کاویتاسیون.. ۱۰۰
۶-۸ سایش ناشی از ذرات جامد در زانویی ها ۱۰۱
۶-۹ سایش ذرات جامد در اتصالات Tشکل یکسر بسته. ۱۰۳
۶-۱۰ روش های پایش، جلوگیری و مدیریت پدیده سایش…. ۱۰۴
۶-۱۰-۱ تکنیک های مدیریت سایش…. ۱۰۵
۶-۱۰-۱-۱ کاهش دبی تولیدی… ۱۰۵
۶-۱۰-۱-۲ طراحی خط لوله. ۱۰۵
۶-۱۰-۱-۳ جداسازی و حذف ماسه از جریان.. ۱۰۶
۶-۱۰-۱-۴ دستورالعمل و پیش بینی سایش….. ۱۰۷
۶-۱۰-۱-۵  ارزیابی ضخامت دیواره. ۱۰۹
۶-۱۱  ابزارهای پیش بینی سایش و مروری بر تحقیقات صورت گرفته. ۱۱۰
۶-۱۱-۱ مروری بر مهمترین استانداردها در طراحی خطوط لوله و مدیریت سایش…. ۱۱۰
۶-۱۱-۲  ابزارها و مدل های پیش بینی سایش…. ۱۱۱
۶-۱۱-۲-۱ استاندارد API RP 14E.. 112
۶-۱۱-۲-۲ دیگر مدل های پیش بینی سایش….. ۱۱۷
۶-۱۱-۳ مقایسه مدل های پیش بینی سایش در زانویی ها ۱۲۴
فصل هفتم: روش تحقیق… ۱۳۱
۷-۱ پیش بینی نرخ خوردگی.. ۱۳۴
۷-۱-۱ پیش بینی نرخ خوردگی با بهره گرفتن از شبکه عصبی.. ۱۳۴
۷-۱-۲ پیش بینی نرخ خوردگی با بهره گرفتن از ANFIS. 141
۷-۲ پیش بینی ثابت سرعت سایش…. ۱۵۱
فصل هشتم: نتیجه گیری.. ۱۵۸
فصل نهم: پیشنهادات… ۱۵۹
منابع   ۱۶۰
فهرست جدول ها

عنوان و شماره                                                                                                        صفحه

جدول شماره ۱: توابع فعالیت معمول.. ۲۱
جدول شماره ۲: سرعت حدی (سایش) اندازه گیری شده درآزمایشات اصابت ذرات مایع.. ۱۱۹
جدول شماره ۳:  ضرایب همبستگی داده های ورودی.. ۱۳۵
جدول شماره ۴:  ارزیابی معماری های مختلف شبکه عصبیMLP مورد استفاده در این تحقیق.. ۱۴۰
جدول شماره ۶: تعیین مؤلفه های سیال PGF بر طبق نقطه ی جوش…. ۱۵۰
فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                          صفحه

شکل شماره ۱: حداکثر دبی مجاز برای سیال فاقد ذرات جامد. ۱۵
شکل شماره ۲: حداکثر دبی مجاز برای سیال حاوی ذرات جامد. ۱۶
شکل شماره ۳: یک نرون تنها در شبکه عصبی]۱۱[. ۲۰
شکل شماره ۴:  الف) شبکه پیش خور چندلایه  ب) شبکه بازگشتی.. ۲۳
شکل شماره ۵: نمودار روش توقف زودتر از موعد. ۲۹
شکل شماره ۶: ساختار شبکه عصبی RBF.. 30
شکل شماره ۷: نرون شعاعی با یک ورودی.. ۳۲
شکل شماره ۸: منحنی نمایش تابع پاسخ یا تابع انتقال(تحریک) نرون شعاع با یک ورودی.. ۳۲
شکل شماره ۹: نرون شعاعی با دو ورودی.. ۳۳
شکل شماره ۱۰: منحنی نمایش تابع پاسخ یا تابع انتقال(تحریک) نرون شعاع با دو ورودی.. ۳۳
شکل شماره ۱۱: حفره های ایجاد شده در جریان مخلوط آب، دی اکسید کربن و ماسه]۲۳[. ۱۰۱
شکل شماره ۱۲: مسیر حرکت ذرات جامد با اندازه های مختلف درون یک زانویی.. ۱۰۵
شکل شماره ۱۳: رابطه بین α و F(α) ارائه شده توسط Huser و Kvernvold برای مواد هادی و شکننده ۱۲۲
شکل شماره ۱۴: مقایسه مدلهای پیش بینی سایش در یک زانویی ۲ اینچ در جریان ماسه- متان.. ۱۲۸
شکل شماره ۱۵: مقایسه مدلهای پیش بینی سایش در یک زانویی ۲ اینچ در جریان ماسه-مایع.. ۱۳۰
شکل شماره ۱۶: مقایسه مدلهای پیشبینی سایش در یک زانویی ۲ اینچ برای جریان ماسه-هوا ۱۳۲
شکل شماره ۱۷: هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های آموزش برای ساختار ۱-۱۲-۴٫٫ ۱۴۱
شکل شماره ۱۸: هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های ارزیابی برای ساختار ۱-۱۲-۴٫٫ ۱۴۲
شکل شماره ۱۹: هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های تست برای ساختار ۱-۱۲-۴٫٫ ۱۴۳
شکل شماره ۲۰: هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه برای همه ی داده ها  در ساختار ۱-۱۲-۴٫٫ ۱۴۳
شکل شماره ۲۱: ضریب همبستگی و منحنی کارایی شبکه. ۱۴۴
شکل شماره ۲۲:  هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های آموزش برای شبکه با ساختار ۱-۵-۴٫٫ ۱۵۲
شکل شماره ۲۳:  هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های آموزش برای شبکه با ساختار ۱-۵-۴٫٫ ۱۵۳
شکل شماره ۲۴: هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های تست برای شبکه با ساختار ۱۵۳

 

فصل اول: مقدمه

 

۱-۱ معرفی کل تحقیق

یکی از مباحث مهم علمی، فنی و اقتصادی، مسأله­ خوردگی فلزات و حفاظت تأسیسات فلزی است. بررسی مبحث خوردگی چندان ساده نیست و با همه پژوهش­های انجام شده، هنوز عوامل آنها به درستی شناخته نشده است. به غیر از بکارگیری علوم شیمی برای مقابله با خوردگی، استفاده از سایر علوم در کنترل و پیش ­بینی خوردگی و استفاده از نتایج آن در تعمیرات تجهیزات فلزی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. مسأله­ خوردگی در صنایع نفت و گاز به دلیل داشتن ترکیبات خوردنده به شکلی جدی­تر از صنایع دیگر شده است. عدم توانایی در پیش ­بینی نرخ خوردگی باعث می­شود که زمان­های خرابی ناشی از آن نیز قابل پیش ­بینی نباشد که این موضوع تیم­های نگهداری و تعمیرات را دچار مشکل می­ کند.
تاکنون روش­های مختلفی برای مواجه با این پدیده استفاده شده­است. مدل­سازی خوردگی می ­تواند در شناخت بیشتر و پیش ­بینی مسائل برآمده از آن مؤثر باشد. دراین مدل­سازی­ها، بیشتر از روش­های مکانیستیک با تکیه بر پیشینه­ی تیوریک خوردگی و فرمول­های ریاضی بوده است، اما به دلیل پیچیدگی ذاتی این پدیده، این روش­ها موفقیت زیادی نداشته اند.
به دلیل پیچیدگی ذکر شده و تعدد عوامل شناخته شده و ناشناخته­ی تأثیرگذار بر این پدیده به نظر می­رسد می­توان از روش­های داده محوری چون شبکه عصبی برای پیش ­بینی نرخ خوردگی استفاده کرد، البته به شرطی که داده با اندازه کافی در این زمینه موجود باشد.
این تحقیق بر مبنای استفاده از توانایی­های شبکه ­های عصبی برای پیش ­بینی نرخ خوردگی بنا نهاده شده است و بدین منظور از اطلاعات جمع­آوری شده از میادین گازی تحت پوشش شرکت بهره ­برداری زاگرس جنوبی استفاده شده است.
از مباحث مهم دیگر که از اهمیت ویژه در صنایع گاز برخوردار است، پدیده­ سایش/ خوردگی می­باشد. پدیده سایش در چاه­هایی که دارای سرعت جریان بالا و یا همراه با ذرات جامد معلق در سیال تولیدی باشد، بسیار محتمل است. حتی در شرایط عاری از شن و یا سرویس­های تمیز که شدت تولید شن حدود چند پوند در روز است، خسارات ناشی از سایش، در سرعت­های تولیدی بالا بسیار زیاد است. در صنعت، از روابط اصلاح شده تنش­برشی مانند رابطه­ ارائه شده توسط استاندارد ، برای پیش ­بینی سرعت سایش  استفاده می­شود.
که در آن
Ve: سرعت سایشی سیال (فوت بر ثانیه)
: جرم حجمی مخلوط گاز و مایع در فشار و دمای عملیاتی (پوند بر فوت مکعب)
: ضریب تجربی (بدون واحد)
محدودیت­ها و مشکلات کاربرد معادله (۱-۱) برای چاه­ها بیشتر مربوط به مقدار ثابت “” می­باشد. استاندارد API RP 14E پیشنهاد می­ کند که برای چاه­های که تولید شن ندارند و  همچنین چاه­هایی که با لوله مغزی از جنس آلیاژ CRA  (آلیاژ مقاوم در مقابل خوردگی­)، استفاده می­ کنند، مقادیر ۱۵۰ تا ۲۰۰ برای ثابت “” مد نظر قرار گیرد. اگر شن یا ماسه همراه با سیال تولید شود “” را عدد ۱۰۰ در نظر می­گیرند.
امروزه پس از گذشت سالها از پیدایش استاندارد API RP 14E، ناکار­آمدی آن بر همگان مشخص شده است. ثابتC” ” در استاندارد API RP 14E در مواردی بسیار محتاطانه در نظر گرفته شده­است. در این پژوهش به پیش ­بینی ثابت سرعت سایش (ضریب تجربی C) می­پردازیم. بدین منظور از اطلاعات جمع­آوری شده از میادین گازی تحت پوشش شرکت بهره ­برداری زاگرس جنوبی استفاده شده­است.
تعداد صفحه : ۱۷۱
قیمت : ۱۴۷۰۰تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        *       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

 

[add_to_cart id=149610]

—-

پشتیبانی سایت :       

*