(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211298667.5 (22)申请日 2022.10.24 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 王艺环　夏爱琳　秦国晋　黎芮伶　 (74)专利代理 机构 成都云纵知识产权代理事务 所(普通合伙) 51316 专利代理师 伍星　刘沙粒 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 113/14(2020.01)G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 引入内检测数据的地震作用下腐蚀管道失 效概率分析方法 (57)摘要 本发明公开了引入内检测数据的地震作用 下腐蚀管道失效概率分析方法， 对不同检测时间 下所获得的管道内检测数据进行特征匹配； 基于 特征匹配结果， 分别在轴向、 周向和径向上建立 独立的管道腐蚀随机增长模型； 通过伽玛分布联 立三个管道腐蚀随机增长模型， 得到3D依赖的腐 蚀随机增长模型， 嵌入贝叶斯推断中， 再通过 MCMC模拟技术对贝叶斯推断进行更新， 得到更新 的3D腐蚀随机增长模型， 建立等效地震作用下的 腐蚀管道失效概率模型， 结合失效条件， 评估腐 蚀管道的失效概率。 本发明可解决现有技术仅从 径向上估计腐蚀缺陷增长的问题， 实现综合考虑 管道腐蚀在三维方向的增长， 以提高预测准确性 的目的。 权利要求书4页 说明书12页 附图3页 CN 115358102 A 2022.11.18 CN 115358102 A 1.引入内检测数据的地震作用下腐蚀管道失效概率分析方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： 对不同检测时间下 所获得的管道内检测数据进行 特征匹配； 基于特征匹配结果， 分别在轴向、 周向和径向上建立独立的管道腐蚀随机增长模型； 通过伽玛分布联立三个所述管道腐蚀随机增长模型， 得到3D依赖的腐蚀随机增长模 型； 将所述3D依赖的腐蚀随机增长模型嵌入贝叶斯推断中， 再通过马尔科夫链蒙特卡洛模 拟技术对贝叶斯推断进行 更新， 得到更新的3D腐蚀随机增长模型； 基于更新的3D腐蚀随机增长模型， 建立等效地震作用下的腐蚀管道失效概率模型， 结 合失效条件， 评估腐蚀管道的失效概 率。 2.根据权利要求1所述的引入内检测数据的地震作用下腐蚀管道失效概率分析方法， 其特征在于， 所述特 征匹配的方法包括： 将不同检测时间下 所获得的管道内检测数据集进行递进式的顺序匹配； 以分段形式将管道分为若干 部分； 在每个部分内， 将缺陷特征沿管道轴向， 从3D模型映射到2D平面模型中， 再沿周向和径 向匹配腐蚀特 征； 结合所有部分的匹配结果， 得到所需的特 征匹配结果。 3.根据权利要求1所述的引入内检测数据的地震作用下腐蚀管道失效概率分析方法， 其特征在于， 所述独立的管道腐蚀随机增长模型的建立方法包括： 建立在给定时间 间隔下， 腐蚀在轴向、 周向和径向上 各自增量的伽玛分布； 分别对三个增量的伽玛分布求和， 得到腐蚀分别在轴向、 周向、 径向上的增量总和的伽 玛分布。 4.根据权利要求3所述的引入内检测数据的地震作用下腐蚀管道失效概率分析方法， 其特征在于， 通过伽玛分布联立 三个所述管道腐蚀随机增长模型的方法包括： 从腐蚀分别在轴向、 周向、 径向上的增量总和的伽玛分布中， 提取三个伽玛分布依赖于 时间的形状参数、 与时间无关的比例参数； 使用多维正态分布， 对所提取的三个所述形状参数的对数建模， 得到新的形状参数； 设置所提取的三个所述比例参数满足伽玛分布， 得到新的比例参数； 以新的形状参数、 新的比例参数建立伽玛分布， 得到 3D依赖的腐蚀随机增长模型。 5.根据权利要求1所述的引入内检测数据的地震作用下腐蚀管道失效概率分析方法， 其特征在于， 将所述3D依赖的腐蚀随机增长模型嵌入贝叶斯推断中的方法包括： 基于3D依赖的腐蚀随机增长模型中的形状参数和比例参数， 构建贝叶斯推断中的似然 函数； 建立贝叶斯推断中的先验概 率分布模型、 并预估贝叶斯推断中的后验概 率分布。 6.根据权利要求1所述的引入内检测数据的地震作用下腐蚀管道失效概率分析方法， 其特征在于， 通过马尔科 夫链蒙特卡洛模拟技 术对贝叶斯推断进行 更新的方法包括： 获取马尔科 夫链蒙特卡洛模拟的所需样本； 从所需样本内重复若干次抽样后， 得到变量的概 率统计特 征； 使用贝叶斯分析方法分别估计已检测到的和未检测到的腐蚀种群的腐蚀大小分布， 并权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115358102 A 2更新至贝叶斯推断中。 7.根据权利要求1所述的引入内检测数据的地震作用下腐蚀管道失效概率分析方法， 其特征在于， 建立 等效地震作用下的腐蚀管道失效概 率模型的方法包括： 确定腐蚀管道在地震作用下的失效模式； 建立在各失效模式下的极限状态函数， 确定在各失效模式下的极限状态； 计算腐蚀管道 的失效概率， 并与基于个人或社会风险的目标可靠度相比， 确定管道是 否安全。 8.根据权利要求7所述的引入内检测数据的地震作用下腐蚀管道失效概率分析方法， 其特征在于， 所述失效模式包括瞬时地面变形引起的失效模式、 永久地面变形引起的失效 模式； 所述瞬时地 面变形引起的失效模式包括腐蚀受拉模式、 腐蚀受压模式； 所述永久地面变形引起的失效模式包括纵向永久地面变形模式、 横向永久地面变形模 式； 所述腐蚀受拉模式的模型包括： 式中，Pb,F为包括拉伸荷载的爆破压力； Pb为纯爆破压力； F为有效的轴向拉力； Fc为极限 有效拉力； n为应变硬 化指数；t为时间；δ为管道径厚比； e为自然常数； εY为屈服应变； σY为屈 服应力；C1为代表应力应变数据分散 程度的不确定因子； C2为代表模型不确定 性的不确定因 子； 所述腐蚀受压模式的模型包括： 式中，Pb,M为管道伴随弯矩的爆破压力； M为所受地震引起弯矩； Mc为纯弯曲的屈曲失效 对应的弯 矩； exp表示以自然常数为底的指数函数； D为管道直径； 所述纵向永久地 面变形模式的模型包括：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115358102 A 3