:دانلود فایل متن کامل پایان نامه در سایت

sabzfile.com

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 استفاده 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 استفاده از شبکه عصبی

استاد راهنما

دکتر فریدون اسماعیل­زاده

دکتر مهران یزدی

استاد مشاور

دکتر سیروس جوادپور

دکتر علیرضا روستا

شهریور1392  

(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 پیش­بینی و مدلسازی خوردگی به واکنش­ها و فرآیندهای فیزیکی، شیمیایی و الکتروشیمیایی آن توجه می­شود و مدلسازی بر اساس آن انجام می­گیرد. با وجود موفقیت­هایی که این مدل­ها داشته­اند، لیکن به علت تعدد عوامل تأثیرگذار که بعضا ناشناخته نیز هستند، نیاز به مدل­هایی است که با دقت بیشتری این پدیده را مدلسازی و پیش­بینی 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 رابطه­ی 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 محافظه­کارانه است.

هدف از این تحقیق پیش­بینی نرخ خوردگی توسط شبکه عصبی و همچنین ثابت سرعت سایش  توسط شبکه­های عصبی مصنوعی است و پیشنهاد عددی مناسب برای ثابت C با استفاده از داده­های میدانی از چاه­های گازی مورد بحث است، بنحوی که پدیده­ی سایش/خوردگی اتفاق نیافتد.

 

 

واژه‌های کلیدی:

شبکه عصبی، خوردگی فلزات، ثابت سایش، لوله مغزی، چاه گازی

فهرست مطالب

 

 

عنوان                                                                                                                صفحه

فصل اول: مقدمه. 9

1-1 معرفی کل تحقیق.. 9

1-2 فعالیت های پیشین و تاریخچه تحقیق.. 11

1-3 اهداف پژوهش…. 17

فصل دوم: شبکه های عصبی.. 18

2-1  مدلسازی نرون تنها 19

2-2  تابع فعالیت… 20

2-3 معماری شبکه عصبی.. 21

2-3-1 شبکه های پیشخور 22

2-3-2 شبکه های برگشتی.. 22

2-4  الگوریتم های یادگیری.. 23

2-5 شبکه عصبی MLP.. 24

2-5-1  الگوریتم پس انتشار خطا 25

2-5-2 سیگنال خطا 26

2-5-3 انتخاب نرخ یادگیری.. 26

2-5-4 مرحله آموزش… 27

2-5-5 قابلیت تعمیم دهی.. 27

2-5-6  توقف آموزش… 28

2-6  شبکه RBF.. 29

2-6-1  ساختار شبکه عصبی شعاعی.. 30

2-6-2-1 تعیین موقعیت مراکز. 35

2-6-2-2  تعیین انحراف استاندارد. 37

2-6-2-3  آموزش ماتریس وزن لایه خروجی… 38

فصل سوم: منطق فازی.. 40

3-1 مقدمهای بر سیستمهای فازی.. 40

3-2  اجزاء پایه سیستم استنتاج فازی(FIS) 45

3-2-1  پایگاه قواعد فازی.. 45

3-2-1-1   ویژگی های مجموعه قواعد.. 45

3-2-2  موتور استنتاج فازی.. 47

3-2-2-1   استنتاج مبتنی بر ترکیب قواعد.. 47

3-3  غیرفازی‌ساز 49

3-3-1  غیرفازی‌ساز مرکز ثقل.. 49

3-3-2  غیرفازی‌ساز میانگین مراکز. 49

3-3-3   غیرفازی‌ساز ماکزیمم. 50

فصل چهارم: سیستم های استنتاج فازی-عصبی تطبیقیANFIS)). 52

فصل پنجم: خوردگی.. 54

5-1  مقدمه ای بر خوردگی.. 54 جستجو در سایت :   

5-1-1  هزینه های خوردگی.. 56

5-1-2  بررسی انواع خوردگی.. 57

5-2  طراحی سیستم های آلی ضدخوردگی.. 68

5-3  خوردگی در تأسیسات نفت و گاز 70

5-3-1  خوردگی توسط گاز خورنده دی ‌اکسیدکربن.. 71

5-3-2  خوردگی توسط مایعات خورنده مخازن نفتی.. 73

5-3-3  خوردگی توسط گاز خورنده سولفید هیدروژن.. 73

5-4  خوردگی در سیستم های سه فازی چاه ها و لوله های گاز و روش های کنترل آن.. 77

5-4-1  روش های کنترل خوردگی.. 77

5-4-1-1   بازدارنده های خوردگی… 78

5-3-1-2   روش تثبیت pH… 82

فصل ششم: پدیده ی سایش در سیستم های تولید هیدروکربن.. 88

6-1  فرایند سایش در چاه های تولیدی نفت و گاز 89

6-2  مکانیزم های سایش…. 90

6-2-3  آسیب پذیری تجهیزات در برابر پدیده سایش: 90

6-3-2-1 جنس تجهیزات… 92

6-3-2-2 فلزات هادی و مواد مرسوم دیگر. 92

6-3-2-3 مواد ویژه مقاوم در برابر سایش….. 93

6-4  سایش ناشی از ماسه یا ریز ذرات… 94

6-4-1 تولید ماسه و انتقال آن.. 94

6-4-2  اندازه، شکل و سختی ذرات جامد. 96

6-5  سایش/ خوردگی.. 97

6-6  سایش ناشی از اصابت قطرات مایع.. 98

6-7 کاویتاسیون.. 100

6-8 سایش ناشی از ذرات جامد در زانویی ها 101

6-9 سایش ذرات جامد در اتصالات Tشکل یکسر بسته. 103

6-10 روش های پایش، جلوگیری و مدیریت پدیده سایش…. 104

6-10-1 تکنیک های مدیریت سایش…. 105

6-10-1-1 کاهش دبی تولیدی… 105

6-10-1-2 طراحی خط لوله. 105

6-10-1-3 جداسازی و حذف ماسه از جریان.. 106

6-10-1-4 دستورالعمل و پیش بینی سایش….. 107

6-10-1-5  ارزیابی ضخامت دیواره. 109

6-11  ابزارهای پیش بینی سایش و مروری بر تحقیقات صورت گرفته. 110

6-11-1 مروری بر مهمترین استانداردها در طراحی خطوط لوله و مدیریت سایش…. 110

6-11-2  ابزارها و مدل های پیش بینی سایش…. 111

6-11-2-1 استاندارد API RP 14E.. 112

6-11-2-2 دیگر مدل های پیش بینی سایش….. 117

6-11-3 مقایسه مدل های پیش بینی سایش در زانویی ها 124

فصل هفتم: روش تحقیق… 131

7-1 پیش بینی نرخ خوردگی.. 134

7-1-1 پیش بینی نرخ خوردگی با استفاده از شبکه عصبی.. 134

7-1-2 پیش بینی نرخ خوردگی با استفاده از ANFIS. 141

7-2 پیش بینی ثابت سرعت سایش…. 151

فصل هشتم: نتیجه گیری.. 158

فصل نهم: پیشنهادات… 159

منابع   160

فهرست جدول ها

 

عنوان و شماره                                                                                                        صفحه

 

 

جدول شماره 1: توابع فعالیت معمول.. 21

جدول شماره 2: سرعت حدی (سایش) اندازه گیری شده درآزمایشات اصابت ذرات مایع.. 119

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه : تدوین و تست نرم افزار شبیه ساز میدان مغناطیسی مداری Magnetic Field Simulator Design And Manufactory

جدول شماره 3:  ضرایب همبستگی داده های ورودی.. 135

جدول شماره 4:  ارزیابی معماری های مختلف شبکه عصبیMLP مورد استفاده در این تحقیق.. 140

جدول شماره 6: تعیین مؤلفه های سیال PGF بر طبق نقطه ی جوش…. 150

فهرست شکل ها

 

 

 

عنوان                                                                                                                          صفحه

 

 

شکل شماره 1: حداکثر دبی مجاز برای سیال فاقد ذرات جامد. 15

شکل شماره 2: حداکثر دبی مجاز برای سیال حاوی ذرات جامد. 16

شکل شماره 3: یک نرون تنها در شبکه عصبی]11[. 20

شکل شماره 4:  الف) شبکه پیش خور چندلایه  ب) شبکه بازگشتی.. 23

شکل شماره 5: نمودار روش توقف زودتر از موعد. 29

شکل شماره 6: ساختار شبکه عصبی RBF.. 30

شکل شماره 7: نرون شعاعی با یک ورودی.. 32

شکل شماره 8: منحنی نمایش تابع پاسخ یا تابع انتقال(تحریک) نرون شعاع با یک ورودی.. 32

شکل شماره 9: نرون شعاعی با دو ورودی.. 33

شکل شماره 10: منحنی نمایش تابع پاسخ یا تابع انتقال(تحریک) نرون شعاع با دو ورودی.. 33

شکل شماره 11: حفره های ایجاد شده در جریان مخلوط آب، دی اکسید کربن و ماسه]23[. 101

شکل شماره 12: مسیر حرکت ذرات جامد با اندازه های مختلف درون یک زانویی.. 105

شکل شماره 13: رابطهی بین α و F(α) ارائه شده توسط Huser و Kvernvold برای مواد هادی و شکننده 122

شکل شماره 14: مقایسه مدلهای پیش بینی سایش در یک زانویی 2 اینچ در جریان ماسه- متان.. 128

شکل شماره 15: مقایسه مدلهای پیش بینی سایش در یک زانویی 2 اینچ در جریان ماسه-مایع.. 130

شکل شماره 16: مقایسه مدلهای پیشبینی سایش در یک زانویی 2 اینچ برای جریان ماسه-هوا 132

شکل شماره 17: هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های آموزش برای ساختار 1-12-4.. 141

شکل شماره 18: هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های ارزیابی برای ساختار 1-12-4.. 142

شکل شماره 19: هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های تست برای ساختار 1-12-4.. 143

شکل شماره 20: هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه برای همه ی داده ها  در ساختار 1-12-4.. 143

شکل شماره 21: ضریب همبستگی و منحنی کارایی شبکه. 144

شکل شماره 22:  هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های آموزش برای شبکه با ساختار 1-5-4.. 152

شکل شماره 23:  هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های آموزش برای شبکه با ساختار 1-5-4.. 153

شکل شماره 24: هیستوگرام خطا و پاسخ شبکه به داده های تست برای شبکه با ساختار 153

 

 

فصل اول: مقدمه

 

1-1 معرفی کل تحقیق

 

یکی از مباحث مهم علمی، فنی و اقتصادی، مسأله­ی 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 پیش­بینی خوردگی و استفاده از نتایج آن در تعمیرات تجهیزات فلزی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. مسأله­ی خوردگی در صنایع نفت و گاز به دلیل داشتن ترکیبات خوردنده به شکلی جدی­تر از صنایع دیگر شده است. عدم توانایی در پیش­بینی نرخ خوردگی باعث می­شود که زمان­های خرابی ناشی از آن نیز قابل پیش­بینی نباشد که این موضوع تیم­های نگهداری و تعمیرات را دچار مشکل می­کند.

تاکنون روش­های مختلفی برای مواجه با این پدیده استفاده شده­است. مدل­سازی خوردگی می­تواند در شناخت بیشتر و پیش­بینی 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 نداشته­اند.

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 پیش­بینی نرخ خوردگی استفاده کرد، البته به شرطی که داده با اندازه کافی در این زمینه موجود باشد.

این تحقیق بر مبنای استفاده از توانایی­های شبکه­های عصبی برای پیش­بینی نرخ خوردگی بنا نهاده شده است و بدین منظور از اطلاعات جمع­آوری شده از میادین گازی تحت پوشش شرکت بهره­برداری زاگرس جنوبی استفاده شده است.

از مباحث مهم دیگر که از اهمیت ویژه در صنایع گاز برخوردار است، پدیده­ی 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 رابطه­ی ارائه شده توسط استاندارد ، برای پیش­بینی 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 (1-1) برای چاه­ها بیشتر مربوط به مقدار ثابت “” می­باشد. استاندارد API RP 14E پیشنهاد می­کند که برای چاه­های که تولید شن ندارند و  همچنین چاه­هایی که با لوله مغزی از جنس آلیاژ CRA  (آلیاژ مقاوم در مقابل خوردگی­)، استفاده می­کنند، مقادیر 150 تا 200 برای ثابت “” مد نظر قرار گیرد. اگر شن یا ماسه همراه با سیال تولید شود “” را عدد 100 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 پیش­بینی ثابت سرعت سایش (ضریب تجربی C) می­پردازیم. بدین منظور از اطلاعات جمع­آوری شده از میادین گازی تحت پوشش شرکت بهره­برداری زاگرس جنوبی استفاده شده­است.

تعداد صفحه : 171

قیمت : 14700 تومان

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.

***  *** ***

دسته‌ها: رشته مکانیک