[發明專利]一種基于神經網絡的原油切水方法及系統

在審

• 申請號: 201911048784.4
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110909451A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 鄢烈祥;周力;陳國輝;韋金銀
• 申請（專利權）人: 漢谷云智（武漢）科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N3/04;G06N3/08;G06F111/10
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 江慧

本發明公開了一種基于神經網絡的原油切水方法，屬于原油脫水技術領域，解決了油水界面高度的檢測準確度較差及切水效果較差問題。一種基于神經網絡的原油切水方法，包括以下步驟：采集油罐原油的密度、粘度、進油量、靜置時間以及油水界面高度的歷史數據；建立油水界面高度與原油的密度、粘度、進油量、靜置時間對應的神經網絡數學模型，形成油水界面神經網絡模型；計算不同靜置時間下的油水界面高度，根據所述油水界面高度，確定原油切水量，并獲取出油含水率，根據不同靜置時間下的原出油含水率，確定原油的最優靜置時間；在油水分層后根據最優靜置時間對應的切水量進行切水。實現了更準確的確定油水界面高度，并使得切水效果更好。

技術領域

本發明涉及原油脫水技術領域，尤其是涉及一種基于神經網絡的原油切水方法及系統。

背景技術

原油在生產過程中，無法避免會將水和油一起收集，原油會含有大量的水，嚴重影響油品的質量，為了提高油品的性質，需要對原油進行脫水處理，原油中的水分在重力的作用下會降落到油罐的底部，經過一段靜置時間后，把油罐底部的水放出來，就完成了原油切水的整個過程，但工作人員在一般通過工作經驗來判斷油水界面來進行切水還是出油，這種方式容易將油和水一起放出來，造成油品的浪費和環境污染，隨著科學技術的發現，急切需要將新的科學技術用到原油切水的方法研發中。

目前使用的原油切水技術，都是通過安裝自動切水器通過在線監測油水界面，以便實現自動切水，避免在脫水過程需要人為進行判斷，并安全環保的完成一次切水過程；由于原油和水混合物混合物成分的復雜性，現有的油水界面檢測儀的檢測油水界面高度的準確度較差、穩定性也不太好，導致切水效果較差；有的企業并沒有安裝自動切水器裝置，因為安裝裝置對于小的企業會帶來一定的經濟負擔，且需要定期給檢測儀進行清洗和維護，增加了工作人員的負擔。

發明內容

本發明的目的在于至少克服上述一種技術不足，提出一種基于神經網絡的原油切水方法及系統。

一方面，本發明提供了一種基于神經網絡的原油切水方法及系統，包括以下步驟：

采集油罐原油的密度、粘度、進油量、靜置時間以及油水界面高度的歷史數據；

確定傳遞函數、訓練函數以及網絡結構，建立油水界面高度與原油的密度、粘度、進油量、靜置時間對應的神經網絡數學模型，并對所述神經網絡數學模型進行訓練，形成油水界面神經網絡模型；

通過所述油水界面神經網絡模型，計算不同靜置時間下的油水界面高度，根據所述油水界面高度，確定原油切水量，并獲取出油含水率，根據不同靜置時間下的原出油含水率，確定原油的最優靜置時間；

利用最優靜置時間對原油進行靜置，在油水分層后根據最優靜置時間對應的切水量進行切水。

進一步地，所述確定傳遞函數、訓練函數以及網絡結構，具體包括，確定所述傳遞函數為logsig或tansig函數、所述訓練函數為traingd、traingda或trainlm函數，所述網絡結構包括神經網絡的輸入層、隱含層和輸出層。

進一步地，所述隱含層的輸出為

所述輸出層的輸出為

其中，n為輸入層單元個數，o為隱含層的單元個數，h為輸出層的個數，β_ij和β_kj為連接權值，θ_j和θ_k為神經元閥值，x_i為輸入的歷史數據，b_j為隱含層輸出值，y_j為油水界面的高度，f(x)為傳遞函數。

進一步地，根據所述油水界面高度，確定原油切水量，具體包括，