[發明專利]一種海底混輸管道腐蝕速率預測方法

有效

• 申請號: 201811550944.0
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109460631B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 張新生;葉曉艷;何思宇;楊青;張琪;王旭業;蔡寶泉
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種海底混輸管道腐蝕速率預測方法，包括以下步驟：1)不等時間間距測量海底混輸管道的腐蝕速率檢測值序列X⁽⁰⁾；2)根據步驟1)得到的海底混輸管道的腐蝕速率檢測值序列X⁽⁰⁾構建用于海底混輸管道腐蝕速率預測的ARIMA模型及NEGM(1,1,τ)模型；3)將ARIMA模型和NEGM(1,1,τ)模型分別利用等權重法、灰色關聯度準則及誤差平方和最小準則建立三個組合預測模型；4)根據均方根誤差RMSE、平均相對誤差AARD及平均誤差MAPE對步驟3)建立的三個組合預測模型進行性能評估，并選擇性能最優的組合預測模型，然后利用性能最優的組合預測模型進行海底混輸管道腐蝕速率的預測，該方法能夠通過組合預測海底混輸管道腐蝕速率，并且預測精度較高。

技術領域

本發明屬于海底油氣管道輸送技術領域，涉及一種海底混輸管道腐蝕速率預測方法。

背景技術

海底管道作為海上油氣輸送的“生命線”，與陸地管道相比，海底管道面臨的環境更加復雜，隨著海洋資源的不斷被開發，海洋油氣開發已經從淺海延伸到3000m多的深海，這更是加大了海底管道的腐蝕和泄漏的風險，一旦管道發生泄漏事故，將會造成巨大的經濟損失。其中，混輸管道作為海底管道系統的重要組成部分，其輸送的介質不僅包括油、氣，很多情況下還摻雜著水和砂，這就加快了管道的腐蝕速度。因此，對海底混輸管道進行腐蝕速率預測，掌握其腐蝕趨勢具有重要意義。

為了準確把握海底管道腐蝕速率的變化趨勢，國內外許多學者做了許多工作。NMNoor等采用半概率預測方法，對含有腐蝕缺陷的海底管道剩余強度進行預測。譚開忍等建立了基于非等間距GM(1,1)海底管道剩余壽命預測模型，拓寬了傳統GM(1,1)的使用范圍。姜峰等針對傳統GM(1,1)模型中新信息利用不完全的問題，提出以x⁽¹⁾(k_n)為建模初始值對某海洋立管剩余壽命進行預測。上述研究雖取得了一定的成果，但由于影響海底管道腐蝕的因素眾多且關系錯綜復雜，使得單一預測模型的缺陷逐漸顯現出來。其次，不同的預測方法由于自身的優缺點，對于原始數據的利用是存在差異的，不同的預測模型利用的數據角度不同使之利用的數據信息也不盡相同，不同預測模型之間相互補充的關系使得組合模型在預測方面得到了關注。如Cui J等采用變權組合模型，結合MGM(1,n)模型和LSSVM模型，實現了航空發電機壽命的預測。Camelo等分別結合ARIMAX、HW與ANN，形成相應的組合模型，較單一預測模型來說，提高了預測精度。

雖然組合模型廣泛應用于其他領域，但在管道腐蝕預測領域并不多見，因此尋求一些組合預測方法來提高海底混輸管道腐蝕速率的預測精度至關重要。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種海底混輸管道腐蝕速率預測方法，該方法能夠通過組合預測海底混輸管道腐蝕速率，并且預測精度較高。

為達到上述目的，本發明所述的海底混輸管道腐蝕速率預測方法包括以下步驟：

1)不等時間間距測量海底混輸管道的腐蝕速率檢測值序列X⁽⁰⁾，X⁽⁰⁾＝{x⁽⁰⁾(1),x⁽⁰⁾(2),...,x⁽⁰⁾(n)}，x⁽⁰⁾(k)表示序號為k時管道腐蝕速率的檢測值；

2)根據步驟1)得到的海底混輸管道的腐蝕速率檢測值序列X⁽⁰⁾構建用于海底混輸管道腐蝕速率預測的ARIMA模型及NEGM(1,1,τ)模型；

3)將ARIMA模型和NEGM(1,1,τ)模型分別利用等權重法、灰色關聯度準則及誤差平方和最小準則建立三個組合預測模型；

4)根據均方根誤差RMSE、平均相對誤差AARD及平均誤差MAPE對步驟3)建立的三個組合預測模型進行性能評估，并選擇性能最優的組合預測模型，然后利用性能最優的組合預測模型進行海底混輸管道腐蝕速率的預測。