基于Wiener过程的海洋平台防喷阀寿命预测方法研究

摘要

海洋蕴藏了全球超过70％的油气资源，是油气生产更加广阔的领域。海洋石油钻井平台（以下简称：海洋平台）是勘探开发海上油气的主要途径，其运行状况直接影响到油气产量、人员与环境的安全。防喷阀是海洋平台的关键子设备之一，是防止海洋平台漏油的最后一道屏障，主要用于封闭井口、防止井喷并阻止原油意外漏出，对于油气的安全生产、控制生态环境的污染等具有极大的意义。为了防止海洋平台故障引发的灾难，进行寿命预测方法研究至关重要。本文以防喷阀为研究对象，主要研究内容如下：
　　本文主要从性能退化的建模、模型的参数估计、寿命预测和可靠性评估等方面对防喷阀的寿命预测进行研究。主要研究内容如下：
　　（1）基于性能退化数据的建模。基于Wiener过程对防喷阀进行建模，在漂移系数和扩散系数均为常量的情况下，采用极大似然估计的方法进行参数估计，进而进行寿命预测方法的研究。
　　（2）基于历史寿命数据与个体防喷阀性能退化数据的建模。在漂移系数为随机变量的情况下，基于随机 Wiener过程对防喷阀进行建模。通过利用历史寿命数据得出寿命分布，作为个体防喷阀的先验分布，然后采用EM算法（最大期望算法，Expectation Maximization Algorithm）进行参数估计；利用融合总体寿命信息和个体性能退化数据作为后验分布，采用极大似然估计的算法进行估计，实现寿命的预测。
　　（3）仿真验证。利用Matlab软件验证了上面两种寿命预测方法的可行性和预测的可靠度。

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1 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 存在的问题及总体研究思路

1.4 本文主要研究内容

2 Wiener过程建模方法及参数估计方法

2.1 Wiener过程

2.2 基于Wiener过程的建模方法

2.3 参数估计的方法

2.4 本章小结

3 基于Wiener过程防喷阀寿命预测方法

3.1 防喷阀性能退化建模的方法

3.2 参数的估计

3.3 仿真验证

3.4 本章小结

4 综合防喷阀历史寿命数据和性能退化数据的建模方法

4.1 随机的Wiener过程建模

4.2 参数的估计

4.3 仿真验证

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 主要创新点

5.3 展望

参考文献

附录

致谢

作者简历

在读期间科研学术成果