基于改进BP神经网络的管外测量原油含水率研究.pdf

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1、2016往仪表技术与传感器2016第9期InstrumentTechniqueandSensorNo．9基于改进BP神经网络的管外测量原油含水率研究常丽，陈冬(沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：为解决多种因素对电磁电导法原油含水率测量准确性的影响。利用改进的BP神经网络处理温度、矿化度、传感器输出电压与含水率之间的关系。在电磁电导法采集数据的基础上，分别用启发式改进方法和数值优化BP算法预测了原油含水率，两种改进的BP算法均提高了预测原油含水率的精度和算法的收敛速度，而Fletch

2、er—Reeves修正算法比自适应学习率动量梯度算法具有更好的效果，为设计智能化管外在线测量原油含水率仪表提供了理论和实验依据。关键词：BP神经网络；电磁电导法；管外测量；原油含水率；温度；矿化度中图分类号：TE81文献标识码：A文章编号：1002—1841(2016)09—0123—04StudyonMeasurementofWaterContentofCrudeOilOutsidePipelineBasedonModifiedBPNeuralNetworkCHANGLi，CHENDong(Schoolo

3、fInformationScienceandEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110870，China)Abstract：Inordertosolvethemanyfactorsinfluencetothemeasurementofwatercontentofcrudeoilwiththeelectromag—netm’conductancemethod，therelationshipbetweentemperature，mineraliz

4、ationdegree，thesensoroutputvoltageandthewatercontentwasprocessedwithimprovedBPalgorithm．Onthebasisofcollecteddatawiththeelectromagneticconductancemethod，thewatercontentofcrudeoilwaspredictedbyusingmodifiedheuristicmethodandnumericaloptimizationBPalgorithm．

5、ThetwomodifiedBPalgorithmscanimprovethepredictionaccuracyofwatercontentofcrudeoilandalgorithmconvergencespeed，andtheFletcher—Reevescorrectionalgorithmhasbettereffectthantheadaptivelearningratemomentumgradientalgorithm，whichprovidesthetheoreticalandexperime

6、ntalbasisforthedesignoftheintelligentinstrumentformeasuringthewatercontentofcrudeoiloutsidepipeline．Keywords：BPneuralnetwork：electromagneticconductancemethod；measurementoutsidepipeline；watercontentofcrudeoil；temperature；mineralizationdegree0引言据进行处理。对提高测量精度

7、具有重要意义¨3]。为提高采收率，油田一般采用高压注水的方法，1电磁电导法管外测量原理致使油井中含水量不断提高，在这种情况下，抽油机传感器模型如图1所示，将一定匝数的发射线圈、仍需大功率连续运转，有时甚至出现“空抽”现象，浪屏蔽线圈、接收线圈绕制在输油管道外部。当低频电费大量能源[1]。原油含水率的检测对于确定油井的流通过发射圈时．有一部分低频电磁场会克服金属管开采价值、制定生产方案、提高经济效益具有重要道对电磁场的屏蔽进人管道内部，在油水混合物中形意义。成涡流电场进而在金属管道内进行传播，管道内的电低频电

8、磁波管外测量法是基于电导原理实现原涡流在接收线圈上感应出二次感应电动势，而二次感油含水率测量，是将传感器安装在输油管线外的任意应电动势的大小与管道中电涡流的多少直接相关，电涡流又与油水混合物中离子浓度相关，即电导率相位置，不用破坏管道，安全性高，安装便捷。由于油水混合物的电导率除受水分含量的多少影响外．还会受到油水两相流流态组成、介质温度的变化、地下水矿化度等诸多因素的影响2]。本文研究了温度、矿化度对测量结果的