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专利号: 2022115087708
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种大型原油储罐热量损失预测方法,其特征在于其包括以下步骤:步骤一:采用热流计、表面温度计和太阳辐射测量仪对大型原油储罐边界不同位置的热流密度、大气温度、土壤温度以及太阳辐射热进行现场测试,得到热流密度、大气温度、土壤温度、太阳辐射热的实时变化数值;

步骤二:从大型原油储罐内取出少量原油,运用石油密度测定仪、原油流变性测定仪、差示扫描量热仪测试罐内不同温度下原油的密度、粘度、比热容的变化规律,建立原油的变物性模型;通过布置在大型原油储罐内导向柱上的感温探头,测得不同时刻原油温度场分布情况,确定原油密度、粘度、比热容;

步骤三:储罐边界热量损失受外部动态热环境、内部原油物性的综合影响,考虑到储罐外部动态热环境、内部原油变物性参数影响因素之间量纲不同,会影响到数据分析的结果,在不改变数据原有分布规律的基础上对其进行归一化处理,消除指标之间的量纲影响,使数据指标之间具有可比性;

步骤四:将各影响因素单独与储罐边界热流密度进行相关性检验,以相关系数作为相关性判断依据,当相关系数绝对值在0.6以上时,两者之间相关性显著,将绝对值在0.6以下的影响因素剔除;

式中, 表示第j个影响因素与储罐边界热流密度的相关系数,该系数绝对值在0.6以上时,表示两变量之间相关性显著,反之,则表示两变量之间相关性较弱; 表示第j个影响因素与储罐边界热流密度的协方差; 表示第j个影响因素的标准差、σq表示储罐边界热流密度标准差; 表示第j个影响因素的平均值; 表示储罐边界热流密度的平均值;

步骤五:以多元非线性回归数学方法为基础,建立含蜡原油储罐边界热流密度损失数学模型,得到储罐边界热流密度与外部动态热环境、内部原油变物性参数之间的函数关系,与罐顶、罐壁以及罐底面积和时间的乘积,来确定储罐整体热量损失。

2.根据权利要求1所述的大型原油储罐热量损失预测方法,其特征在于:所述的原油的变物性模型如下:原油密度:

ρoil=ρ20[1‑ξ(toil‑20)]

‑3 ‑3

式中,ρoil为原油密度,kg·m ;ρ20为20℃时原油密度,kg·m ;toil为原油温度,℃;ξ为回归系数;

原油比热容:

‑1

式中,coil为原油比热容,J·(kg·℃) ;b0、b1、b2、b3、b4为各项回归系数;

原油粘度:

式中,μoil为原油动力粘度,Pa·s,K、m为回归系数。

3.根据权利要求2所述的大型原油储罐热量损失预测方法,其特征在于:所述的步骤三具体为:将储罐边界热流密度作为参考数列,外部、内部影响因素作为比较数列,其中,参考数列由测量仪器直接测得的储罐边界热流密度构成,记作{qi},i=1,2,3…,n;比较数列由储罐外部动态热环境、内部原油变物性参数构成,记作{Xj,i},其中j=1,2,3,4,5,6,i=1,2,

3…,n;Xj,i表示第j个影响因素在第i个边界热流密度的取值,大气温度记作为{X1,i}、太阳辐射热记作为{X2,i}、原油密度记作为{X3,i}、原油粘度记作为{X4,i}、原油比热容记作为{X5,i}、土壤温度记作为{X6,i};

为消除影响因素之间不同量纲和数量级对数据分析结果产生的影响,在原有数据分布规律的基础上,采用归一化处理,使其数据变化区间在[0,1],如下式所示:式中, 表示第j个影响因素经归一化处理后在第i个边界热流密度的取值;Xj,i表示第j个影响因素在第i个边界热流密度的取值;max(Xj,i)表示在各影响因素比较数列当中的最大值、min(Xj,i)表示在各影响因素比较数列当中的最小值;

影响因素比较数列经归一化处理后得到的新数列,包括大气温度记作为 太阳辐射热记作为 原油密度记作为 原油粘度记作为 原油比热容记作为土壤温度记作为

4.根据权利要求3所述的大型原油储罐热量损失预测方法,其特征在于:所述的原油储罐边界热流密度损失回归模型,如下式所示:2

其中,qi为第i个储罐边界热流密度的测量值,W/m ; 表示第j个影响因素经归一化处理后在第i个边界热流密度的取值:a0、a1…aj表示模型的回归系数,k为回归模型中影响因素的次幂系数。