一种原油储罐智能清洗产物减量化方法技术

一种原油储罐智能清洗产物减量化方法，属于原油储罐清洗技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤1001，设计减量化系统；步骤1002，观测油泥厚度；步骤1003，规划机器人路径；步骤1004～1005，观测机器人速度；步骤1006，判断油泥厚度是否达标；步骤1007，调整射流参数；步骤1008，提供清洗泵压力；步骤1009，结束原油储罐内排泥；步骤1010～1011，观测后处理含油量；步骤1012，调整减量化系统参数；步骤1013，结束油泥减量化系统。在本原油储罐智能清洗产物减量化方法中，将纯物理处理工艺与减量化技术结合，通过工控机对清洗机器人的罐内清洗和罐外减量化工艺进行控制，相比较现有技术，降低了回收成本，同时提高了回收率。同时提高了回收率。同时提高了回收率。

【技术实现步骤摘要】
一种原油储罐智能清洗产物减量化方法


[0001]一种原油储罐智能清洗产物减量化方法，属于原油储罐清洗


技术介绍

[0002]利用储油罐存储是战略石油储备的主要方式。在成品油储油罐长时间的储运中，成品油中的少量沙粒、泥土、重金属盐类等杂质因密度差，会和水一起沉降积累在储油罐底部，形成又黑又稠的胶状物质，即储油罐底泥。杂质和水分会降低成品油的品质，影响油品计算的精确度；加速储油罐腐蚀，严重时会引起底板穿孔，造成漏油事故；产生静电并积聚，造成静电事故，因此都需要对储油罐进行清洗。储油罐清洗技术先后经历了人工清洗和机械清洗阶段，随着人们对储油罐清洗作业安全、效率、成本、环保要求的不断提高，储罐清洗机器人技术作为一种无需人员进罐的清洗技术得到了国内外越来越多的关注。然而机器人清洗成品油罐内底泥的产物，以及清理水罐的底泥，若直接排放，则会对环境带来很大污染隐患。因此，罐外的资源化处理就显得尤为重要了，然而在现有技术中，大多数罐外油泥处理方法存在成本高、回收率较低等问题，实际应用效果不大。
[0003]申请号为202010538240.2，申请日为2020年6月12日，专利技术名称为“一种机场油罐无人快速清洗系统”的中国专利技术专利中公开了一种设计油罐机械化清洗、油气回收以及污水达标排放技术的技术方案，在该技术方案中提供了机场油罐无人快速清洗系统，包括清洗模块、气体检测模块、氮气发生模块、真空抽吸模块、油水分离回用模块、污水达标排放处理模块、油气回收处理模块和无损检测模块，其结合机场油罐位置分布广、油罐类型容量范围广、作业时长受限的特点设计了小型三维旋转喷头、立式喷枪、侧壁喷枪以及无人检测机器人等多种清洗装置形式，并且针对于大型油罐的清洗机器人上搭载高频导波探伤设备完成油罐罐底板缺陷检测工作，可以检测油罐工作状态保证了油罐的长期连续运行。
[0004]然而在该技术方案中，清洗机器人在原油储罐内完全由人为控制，对于大型油罐中可视化困难、罐底面积大的环境中人工操控精度较低、未进行路径规划导致的清洗时间长问题会更加突出；并且当原油储罐内油泥物性参数差距较大，排泥量不稳定的情况下，不能进行实时调节的“过滤+紧凑型气旋浮”与“电凝絮+紧凑型气旋浮”处理系统会导致排出产物质量不能得到保证以及耗费大量电力、药剂造成资源浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种将纯物理处理工艺与减量化技术结合，通过工控机对清洗机器人的罐内清洗和罐外减量化工艺进行控制，相比较现有技术，降低了回收成本，同时提高了回收率的原油储罐智能清洗产物减量化方法。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该原油储罐智能清洗产物减量化方法，其特征在于：包括如下步骤：
[0007]步骤1001，根据原油储罐的体积大小、原油储罐中水、油、泥的比例设计减量化系统，减量化系统包括工控机以及位于原油储罐内的清洗机器人；
[0008]步骤1002，利用原油储罐内声纳探测装置与清洗机器人的声纳探测装置测量原油储罐内油泥分布情况，并建立油泥分布数据库供工控机进行调用；
[0009]步骤1003，工控机算出清洗机器人最短行进路线并进行训练，清洗机器人按照工控机规划在最短行进路线在原油储罐内行进并进行清洗，清洗机器人通过其搭载的声纳，将冲洗后的污泥状况实时监测反馈到工控机并实时更新步骤1002中建立的油泥分布数据库；
[0010]步骤1004，工控机利用清洗机器人罐中定位系统观测清洗机器人在原油储罐内的移动速度，并建立机器人移动速度数据库；
[0011]步骤1005，清洗机器人是否无法行进；
[0012]工控机判断清洗机器人是否无法行进，如果无法行进，执行步骤1007，如果清洗机器人正常行进，执行步骤1006；
[0013]步骤1006，工控机调用油泥分布数据库对清洗机器人所处位置的油泥厚度进行估计，判断油泥厚度是否达标，如果达标，执行步骤1009，如果不达标，执行步骤1008；
[0014]步骤1007，工控机调节射流喷嘴射流压力以及射流角度，并返回步骤1004；
[0015]步骤1008，工控机根据油泥厚度调节清洗泵射流压力；
[0016]步骤1009，结束原油储罐内排泥；
[0017]步骤1010，工控机利用软测量技术对减量化系统产物含油量进行测量，建立减量化系统产物含油量数据库；
[0018]步骤1011，工控机调用减量化系统产物含油量数据库，判断含油量是否达标，如果达标，执行步骤1013，如果不达标，执行步骤1012；
[0019]步骤1012，工控机调节减量化系统的运行参数；
[0020]步骤1013，结束油泥减量化系统。
[0021]优选的，在所述的步骤1003中，所述的训练包括如下步骤：
[0022]步骤1003
‑
1，初始化各参数，根据声纳探测得到的罐底油泥分布数据库绘制电子地图并进行灰度化处理；
[0023]步骤1003
‑
2，根据油泥分布情况规划一条最优路径并对路径进行多点分段处理；
[0024]步骤1003
‑
3，初始化训练模型数据，并且记录下当前Q值，通过ε
‑
greedy策略找到最大Q值对应动作；
[0025]步骤1003
‑
4，获取下一位置信息并利用更新相应Q值；
[0026]式中：Q(s,a)为对应动作量和状态量的估计q值，其中s表示Agent的状态量，a表示Agent的动作量；Q(s',a)为对应动作量和状态量的真实q值，其中s表示Agent的状态量，a表示Agent的动作量；A为Agent的动作集合；α为学习率；γ为折扣因子；r为奖励机制中的奖励值；
[0027]步骤1003
‑
5，判断所处位置是否为油泥聚集点，若为目标点进入步骤1003
‑
6，否则返回步骤1003
‑
4；
[0028]步骤1003
‑
6，判断训练是否达到迭代次数，若达到设定值则进入步骤1003
‑
7，否则返回步骤1003
‑
3；
[0029]步骤1003
‑
7，结束。
[0030]优选的，在所述的步骤1003
‑
3中，设置有奖励机制r，具体包括如下步骤：
[0031]步骤1003
‑3‑
1，清洗机器人处于罐体以外区域或与原油储罐内障碍物相碰时，则会获得一个负数奖励；
[0032]步骤1003
‑3‑
2，当清洗机器人处于目标点时，获得一个正数奖励；
[0033]步骤1003
‑3‑
3，排除以上两种情况，清洗机器人则会按照设定的清洗机器人所处位置与目标点位置距离的反比函数来获取奖励。
[0034]该奖励机制中应用计算两点间距离的反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原油储罐智能清洗产物减量化方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1001，根据原油储罐的体积大小、原油储罐中水、油、泥的比例设计减量化系统，减量化系统包括工控机以及位于原油储罐内的清洗机器人；步骤1002，利用原油储罐内声纳探测装置与清洗机器人的声纳探测装置测量原油储罐内油泥分布情况，并建立油泥分布数据库供工控机进行调用；步骤1003，工控机算出清洗机器人最短行进路线并进行训练，清洗机器人按照工控机规划在最短行进路线在原油储罐内行进并进行清洗，清洗机器人通过其搭载的声纳，将冲洗后的污泥状况实时监测反馈到工控机并实时更新步骤1002中建立的油泥分布数据库；步骤1004，工控机利用清洗机器人罐中定位系统观测清洗机器人在原油储罐内的移动速度，并建立机器人移动速度数据库；步骤1005，清洗机器人是否无法行进；工控机判断清洗机器人是否无法行进，如果无法行进，执行步骤1007，如果清洗机器人正常行进，执行步骤1006；步骤1006，工控机调用油泥分布数据库对清洗机器人所处位置的油泥厚度进行估计，判断油泥厚度是否达标，如果达标，执行步骤1009，如果不达标，执行步骤1008；步骤1007，工控机调节射流喷嘴射流压力以及射流角度，并返回步骤1004；步骤1008，工控机根据油泥厚度调节清洗泵射流压力；步骤1009，结束原油储罐内排泥；步骤1010，工控机利用软测量技术对减量化系统产物含油量进行测量，建立减量化系统产物含油量数据库；步骤1011，工控机调用减量化系统产物含油量数据库，判断含油量是否达标，如果达标，执行步骤1013，如果不达标，执行步骤1012；步骤1012，工控机调节减量化系统的运行参数；步骤1013，结束油泥减量化系统。2.根据权利要求1所述的原油储罐智能清洗产物减量化方法，其特征在于：在所述的步骤1003中，所述的训练包括如下步骤：步骤1003
‑
1，初始化各参数，根据声纳探测得到的罐底油泥分布数据库绘制电子地图并进行灰度化处理；步骤1003
‑
2，根据油泥分布情况规划一条最优路径并对路径进行多点分段处理；步骤1003
‑
3，初始化训练模型数据，并且记录下当前Q值，通过ε
‑
greedy策略找到最大Q值对应动作；步骤1003
‑
4，获取下一位置信息并利用更新相应Q值；式中：Q(s,a)为对应动作量和状态量的估计q值，其中s表示Agent的状态量，a表示Agent的动作量；Q(s',a)为对应动作量和状态量的真实q值，其中s表示Agent的状态量，a表示Agent的动作量；A为Agent的动作集合；α为学习率；γ为折扣因子；r为奖励机制中的奖励值；步骤1003
‑
5，判断所处位置是否为油泥聚集点，若为目标点进入步骤1003
‑
6，否则返回
步骤1003
‑
4；步骤1003
‑
6，判断训练是否达到迭代次数，若达到设定值则进入步骤1003
‑
7，否则返回步骤1003
‑
3；步骤1003
‑
7，结束。3.根据权利要求2所述的原油储罐智能清洗产物减量化方法，其特征在于：在所述的步骤1003
‑
3中，设置有奖励机制r，具体包括如下步骤：步骤1003
‑3‑
1，清洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东亚，丰杰华，蒋秀珊，高守礼，张大伟，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：