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基于层次分析法和灰色理论的海底管道电加热方法的选择
（题名小二号黑体居中，中文题目不应超过25个字）
作者11, 2　作者21　作者33
（作者姓名小4号楷体居中，作者如有不同单位请用上标标注）
  1. xx单位名称1（省 市 邮编）；2．xx单位名称2（省 市 邮编）；3．xx单位名称3（省 市 邮编）
（作者单位小5号宋体居中）
摘 要 （研究目的）针对海底管道流动安全保障技术方案的选择问题，采用层次分析法和灰色理论进行综合评价，考虑投资费用、热效率、可靠性、适用长度、施工难易程度及水深6个因素，建立了海底管道电加热方案的综合评价体系模型。（研究方法）首先采用层次分析法确定模型中每项因素的权重，然后利用灰色分析理论计算海底管道电加热各方案的最终关联度从而综合评价其优劣，并以海上油田WHPA平台通过长约5.3 km的海底管道输送至平台B的电加热方案为例，进行了综合评判检验。（研究结果与结论）结果表明：用这种方法选择出的集肤效应电加热方案能最大程度实现安全、高效、经济的输送原油目的，获得了比较满意的效果。
关键词 海底管道；电加热；层次分析法；灰色理论（中英文关键词为3~8个）
中文摘要、关键词（引题小5号黑体，内容小5仿宋）。摘要部分要求准确简练地说明论文中的目的、方法、结果、结论，重点应突出研究的创新性结果，应将主要结果和结论交待清楚。例如：基于...目的，采用（通过）了...方法，通过（结合）了...试验，得出（得到）了...结论。
关键词：海底管道；电加热；层次分析法；灰色理论 （中英文关键词为3~8个）
Selection of Electric Heating Methods for Submarine Pipeline Based on Analytic Hierarchy Process and Grey Theory
（英文题名4号黑体居中）
ZUO Zhe11, 2, ZUO Zhe21, ZHUO Zhe33
（英文作者姓名5号宋体居中，作者如有不同单位请用上标标注）
作者英文单位地址（小5号宋体居中）
英文摘要、关键词（引题小5号黑体，内容小5宋体）
Abstract For the selection of submarine pipeline flow safety assurance technical scheme, the AHP and grey theory are used to evaluate comprehensively. A comprehensive evaluation system model of submarine pipeline electric heating scheme is established under considering the 6 factors of investment cost, thermal efficiency, reliability, applicable length, construction difficulty and water depth. Firstly,the weight of each factor in the model is determined by the analytic hierarchy process (AHP), and then the final correlation degree of the various electric heating schemes of submarine pipeline is calculated using the grey correlation theory, so as to comprehensively evaluate their advantages and disadvantages. Taking the selection of the electric heating schemes for the submarine pipeline from offshore oilfield WHPA platform to other platform B as an example, each electric heating scheme is evaluated. The evaluation result shows that the electric heating scheme selected by this method can realize the safe, efficient and economical delivery of crude oil to the maximum extent,and the satisfactory results are obtained.
Key words submarine pipeline; electric heating; analytic hierarchy process; grey theory
0  引言（引言小4号黑体，内容5号宋体）
   针对从海底井口到浮动平台的深海管道，为了阻止流体温度下降形成的化合物和固体沉积物堵塞管道，避免造成巨大的经济损失，人们提出了各种各样的将电力系统安全地集成到海底输送管道保温系统的方法，管道电加热方法有：电加热电缆、电磁感应加热、直接电加热[1-3]，管道电加热技术的发展打破了制约管道流动保障的瓶颈。
   对管道进行外部加热，使其达到高于流体的温度所需的热平衡，以此来补偿热损失，特别是在非计划的关断后，管道加热技术需保持管道温度稳定在形成水合物的温度以上，并且以较低的功率维持所需温度。早在1969年，日本安藤政夫工程师申请多项集肤效应电伴热（SECT）专利[4-5]， SECT首次应用于海上是在加拿大北极地区的工程中。在1990年，在阿斯嘉特（Asgard）油田，挪威国家石油公司设计了直接加热湿式保温热输管线（DEH-Wet Insulated Pipeline）并于2000年世界上第一条DEH管线正式安装使用[6]。2012年的ISLAY项目是道达尔公司设计的世界上第一个海底管道利用电伴热管中管（ETH-PIP）技术的油气田开发项目[7]，并于2013年通过了从资格认证到海上测试。
    在实际工程中，根据施工的条件选择不同的加热方式，由于选择指标（如可靠性、投资费用、施工难易程度等指标）具有不相容性和模糊性，目前并没有相应的海底管道电伴热评价选择标准，导致给优选何种加热方式带来很大的困难。合理正确地选择出海底管道的伴热方式，为工程设计带来便利。
引言（序论、前沿、概述）是学术论文的开场白，主要说明为什么要进行研究工作，提出文章中要研究的问题，引导读者阅读和理解全文。引言应以简约的篇幅介绍论文的主旨，写作背景和目的；缘起和提出研究要求的现状情况；历史回顾，前人工作的综述；预期的结果和采用的方法以及理论依据；目前研究的热点、存在的问题以及作者工作的意义。引言应言简意赅，不要评论众所周知的或教科书上已有的理论；同时，引言也不等同于浓缩了全文论点的摘要，而是引出主题给读者以引导。
引言应简单介绍课题的背景和目的，相关领域前人所做工作，存在的问题，引出本研究的主题与及特色。注意：引言部分不加顺序号，不能有公式图表，摘要、引言和结论不能重复。此外，还应尊重他人的研究成果，在施引处进行标注。
1  多层次灰色相对关联度分析综合评价方法（小4号黑体）
1.1  通过层次分析法确定单因素权重（主体、结论的节编号和标题5号黑体，内容5号宋体，下同）
   层次分析法的基本思想是把一个复杂的问题分解为各个组成因素，并将这些因素按支配关系分组，从而形成一个阶梯层次结构。通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性，然后综合人的判断以确定决策因素相对重要性的总排序。层次分析法的出现给决策者解决那些难以定量描述的问题带来了极大方便，从而使它的应用涉及广泛的科学和实际领域。
　 　1）建立阶梯层次结构。根据文献[8-10]构建出海底管道电加热方式选择的指标体系。
   2）构造判断矩阵。在确定的阶梯层次结构模型中，每个因素与该因素的相关的下一层元素构成一个个子区域，需对每个子区域构建若干个判断矩阵。
       3）进行层次因素单排序值的计算及一致性检验。求各因素权重的方法有规范列平均法、方根法及幂乘法，利用方根法求解权重，得特征向量R，将上一步得到的判断矩阵X与特征向量R相乘，得到特征矩阵，然后求得最大特征值。
1.2  确定灰色关联系数矩阵（5号黑体，内容5号宋体）
灰色关联度分析基本任务是基于因素序列的微观和宏观几何接近程度，来衡量子因素对母因素的贡献程度或是衡量因素间关联程度。根据专家评议打分法给出了影响海底管道流动安全保障技术的重要度值构成的权重集A，称为待检模式向量。
2 海底管道电加热方法模型应用（小4号黑体）
2.1 海底管道电加热方法基本数据（5号黑体，内容5号宋体）
   假设在一个管道加热工程中，海上某油田需从WHPA平台通过长约5.3km的海底管道输送至平台B，由于该油田原油凝点高，含蜡较多，黏度较大，并且生产量日益减少，管道易存在凝管的风险，初选SECT、DEH-wet、ETH-PIP　３种优秀的海底管道流动安全保障技术进行管道加热处理，工程设计师要对３种加热方法进行选择(图1)，定量数据通过查阅OTC论文资料得到。求得层次权重及海底管道流动安全保障技术的评价值（表1）。

图1 管道３种加热方法（小5黑）
注: “表1  表题”“图1  图题” 小5黑，居中排；表格栏头、坐标曲线图标目中的量和单位采用“量符号或量名称/单位符号”的标准化形式；坐标图中表示标值的短格线置于坐标轴内侧，纵横坐标交叉点标值均为“0”时，只保留1个
注：如文中有表格，采用三线表，并提供中文标题。表头中使用量符号/量单位，文中的相关术语和符号应保持全文一致性。例如：
 
表1 ３种电加热方式的基本数据（表题小5黑，表格内容、表注和图注小5号宋体）
被评因素 SECT DEH-wet ETH-PIP
投资费用  /万元 53.631 107.263 101.899
热效率  /% 0.93 0.62 0.95
可靠性 /a 20 4 20
适用长度/km 20 28 50
施工难易程度/% 0.9 0.7 0.6
水深 /km 1.5 1.1 2.2
 
2.2  计算关联度进行灰色综合评价（5号黑体，内容5号宋体）
    通过公式（3）、（4）（5）及关联系数计算公式（6），可得灰色关联系数。根据公式（7）计算初选的3种加热方法的最终关联度为：，通过上述分析计算，初选适合从WHPA平台至平台B的5.3km的海底管道输送流动安全保障技术方案按关联度大小依次为：SECT法>DEH-wet法>ETH-PIP法。故根据灰色关联度分析理论，SECT法是该海上油田海底管道输送电加热方法相对最合适的。生产实践表明，集肤效应电伴热方法能最大可能的实现从WHPA平台到B段安全、高效、经济的输送原油。

3  结论（小4号黑体）
   建立了多层次灰色相对关联度分析综合评价方法，利用层次分析法（AHP）与灰色综合评价法（GRAP）有机结合建立海底管道电加热方案的评价系统。由AHP法构建层次结构关系图，依据判断矩阵定量计算出准则层和方案层中各加热方式影响因素的相对权值，然后根据GRAP法给出由准则层中各加热方式影响因素的重要度组成的待检模式向量和由方案层中各加热方式影响因素相对权重组成的特征矩阵，求出最优的海底管道加热方案。得出如下3条结论：
 (结论是在理论分析和实验验证的基础上，通过严密的逻辑推理而得出的富有创造性、指导性、经验性的结果描述。它又以自身的条理性、明确性、经验性、客观性反映了论文或研究成果的价值。结论与引言相呼应，同摘要一样，其作用是便于读者阅读和为二次文献作者提供依据。主要包括如下：本研究结果说明了什么问题，得出了什么规律性的东西，解决了什么理论或实际问题。
参考文献：（引题小4号黑体，内容小5号宋体）
(我刊要求参考文献不能少于10条，所有参考文献都必须在论文中引用处加标注，参考文献可为期刊、著作、论文集、学位论文、专利文献或科技报告等，尽量选用近年正式期刊公开发表的文献。)
[1] Flavio S. Ribeiro, Paulo R. Souza Mendest and Sergio L. Braga. Obstruction of pipelines due to paraffin deposition during the flow of crude oils [J]. J. Hear Mass Transfer,2007,40（8）：319~328.
[2] Francois Gooris, Bruno Ansart, Olivier Rageot.et al. Electrically Trace Heated Pipe in Pipe: Technology Upgrade for Extended Application Range[C].OTC27022-MS, Houston, 2-5 May, 2016..
[3] 海洋石油深水工程手册编委会．海洋石油深水工程手册[M].北京：石油工业出版社，2012．
[4] Computational Pipeline Monitoring for Liquids：API RP 1130-2007[S].
[5] Zhao Xiaogang, Zhou Yi, Zhao Jianyu. Application of Fuzzy Analytic Hierarchy Process in Selection of Electrical Heat Tracing Elements in Oil Pipelines [J].Applied Mechanics and Materials,2013（367）：452-456.
[6]全国石油天然气标准化技术委员会.油气输送管道完整性管理规范:GB32167-2015[S].北京:中国标准出版社,2016.
[7] 石 平,刘 鲁. 基于AHP和灰色关联度模型的多供应商选择[J]. 辽宁工程技术大学学报（自然科学版）,2013,32(3):385-388.
[8]马晓勇,姬辉,张艺馨,等.层次分析法在元坝气田钻井风险评价中的应用[J].石油工业技术监督,2013,29(6):5-8.
[9] 胡国宏,李夕兵,刘志祥. 基于层次分析和灰色理论的海底采矿方法选择[J].金属矿山, 2009,39(10):26-31.
[10]刘国锋,李 鑫,魏 澈.海底管道电加热技术研究[J].自动化应用,2015(6):3-4.
基金项目：项目来源“项目名称”，项目编号。（小5号宋体）
作者简介：姓名(出生年-)，性别，学位，职称，现主要从事XXXX方向的研究工作。地址：XXXX，邮编。手机：xxxxxxxxxxxx，Email：xxxxxxxxxxxx。（小5号宋体）