جريان‌سنجي مجازي جريان چند فازي با استفاده از روش‌هاي هوش‌مصنوعي

كارشناسي ارشد

اندازه‌گيري مجازي جريان، يكي از روش‌هاي نوظهور براي تعيين شدت‌جريان‌هاي چندفازي در صنايع نفت و گاز مي‌باشد. در اين روش، مدل‌هاي نرم‌افزاري به جاي ابزارهاي سخت‌افزاري گران‌قيمت، شدت‌جريان‌ها را با استفاده از كميت‌هاي قابل اندازه‌گيري مانند فشار و دما، محاسبه مي‌كنند. در حال حاظر با توجه به پيشرفت‌هاي صورت گرفته در زمينه‌ي هوش مصنوعي و يادگيري ماشين، روش‌هاي گوناگوني براي مدل‌سازي مجازي سيستم‌ها با اين روش توسعه داده شده‌اند. با وجود اين، مهم‌ترين نقطه‌ي ضعف چنين روش‌هايي، عدم توانايي مدل داده‌محور ايجاد شده در تشخيص شرايط جديد مي‌باشد. هدف اصلي از اين پژوهش ايجاد مدل براي تعيين شدت‌جريان هر فاز در يك جريان چند فازي در شرايطي خارج از محدوده‌ي آموزش مدل داده‌محور مي‌باشد. از اين رو، در اين پژوهش از داده‌هاي مربوط به نمونه‌هاي استخراج شده از فرايند چاه آزمايي مربوط به تست سنجش توانايي يكي از مخازن ميعانات گازي درياي شمال براي مدل‌سازي تعيين شدت‌جريان‌هاي سه‌فازي محصولات خروجي استفاده شد. نمونه‌ها مربوط به پنج بازه‌ي جرياني با شرايط مختلف مي‌باشند. مدل‌سازي توسط چهار روش اصلي شبكه‌ي عصبي پيش‌خور، ماشين بردار پشتيبان، رگرسيون فرايند گاوسي و درخت تصميم انجام شد. با توجه به گسترده بودن هركدام از روش‌هاي ذكر شده، مدل‌سازي‌ها با استفاده از زيرمجموعه‌هاي اين روش‌ها نيز انجام گرفت. در مجموع 84 مدل مختلف (براي هر فاز 28 مدل) ايجاد شد. همچنين براي بررسي مدل‌ها، هفت شاخص عملكرد معرفي شد و هر مدل با توجه به شاخص‌هاي عملكرد ارائه شده مورد سنجش قرار گرفت. در نتيجه‌ي اين پژوهش مشخص شد عملكرد تمامي مدل‌هاي ايجاد شده براي محدوده‌ي نمونه‌هاي آموزش مناسب مي‌باشند ولي در محدوده‌ي خارج از آن، رفتار مدل‌ها نسبت به هم داراي تفاوت‌هاي زيادي است. بعضي از مدل‌ها تغييرات را به خوبي تشخيص مي‌دهند ولي در تعيين مقادير شدت‌جريان نوسانات زيادي در بازه‌ي ها مختلف شرايط جديد دارند. به عنوان نتيجه‌ي نهايي براي انتخاب مدلي جامع كه توانايي عملكرد مناسب براي شرايط جرياني جديد را داشته‌باشد بايد از مدلي تركيبي كه شامل چندين مدل مختلف است و پاسخ آن، به عنوان مجموعه‌اي از پاسخ‌هاي مدل‌هاي تكي است، استفاده نمود.

208615

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي

دكتر شاهرخ شاه حسيني