基于多特征的LS-SVM油水两相流流型识别-燕山大学学报.PDF

卷 期 燕山大学学报 年 月 文章编号：1007-791X (2008) 03-0258-05 基于多特征的LS-SVM 油水两相流流型识别 李英伟 ，于莉娜 ，孔令富 （ 燕山大学 信息科学与工程学院 河北 秦皇岛 ） 摘 要：油水两相流的流型影响着流动参数的准确测量以及两相流系统的运行特性。针对电导波动信号的非平 稳和非线性特点 采用统计理论、小波包理论和混沌理论相结合的方法对垂直上升管内油水两相流的电导波动 信号进行分析，得到了 个反映油水两相流流动特性的特征参数，并将这 参数作为流型特征向量，运用最小 二乘支持向量机进行训练并识别流型。实现了一种从不同类型、不同角度提取多个特征的流型识别算法，解决 了现有算法中特征提取不足的问题。实验结果表明，这是一种有效的、高精度的识别方法。 关键词：流型识别；多特征提取；最小二乘支持向量机；油水两相流 +6 A 中图分类号：TQ 022.12 文献标识码： 引言 由于两相流介质之间存在着随机多变的相界 面，致使两相流的流型不仅是多种多样，而且其变 注水开发油田的油井中普遍存在油水两相流 化带有随机性，流型的特征提取仍是流型识别的难 动，油水流动形态对油井生产特性及动态监测的影 点之一。本文针对垂直上升管油水两相流电导波动 响很大 因此流型识别是两相流研究的一个重要方 信号的特点，从不同类型、不同角度提取了 个 向。近年来，众多研究者运用现代信息处理技术对 反映油水两相流流动特性的特征参数，解决了现有 两相流流型进行了辨识。金宁德 指出分形维数、 算法中特征提取不足的问题；运用最小二乘支持向 关联维数和 熵对油水两相流流型变化 量机（ ）进行训练并识别流型。结果表明， 具有敏感的“指示器”特性；而混沌递归结构图和 该方法是有效、可行的。 复杂性测度可以较好地反应气液两相流流型的演 化特征。黄竹清 利用压差波动信号的 实验装置与实验数据 指数来识别垂直上升管气液两相流流型。马龙博 实验在大庆生产测井研究所多相流实验装置 采用经验模态分解后的多分辨率特征来识别流型， 上进行，该实验装置由长 、内径为 的 以提高油水两相流流量的测量精度。孙斌 采用 透明有机玻璃井筒，高 的油水稳压塔，标准 小波包能量特征和多尺度信息熵来识别水平管气 流量计和 个内部相连的油水分离罐组成，结构如 液两相流流型。实际应用表明，单一特征量难以满 图 所示。实验所用流体为柴油和水，油水分别通 足工业现场流型识别的需要，目前不少学者通过提 过油泵和水泵被送到 高的稳压塔，从稳压塔 取流型信号的多类特征来识别流型。周云龙 将 流出的油和水经过滤 、计量管段标准计量后进入 统计理论与分形理论相结合，提取了气水两相流的