The Hybrid DBSCAN-Transformer Framework for High-Precision Phase Fraction Measurement in Low-Energy Gamma Flowmeter
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Le résumé fourni par la source
Multiphase flow metering is widely employed in the oil and gas industry, particularly for measuring gas-liquid-solid multiphase flow at drilling outlets. Low-energy gamma flowmeters offer relatively high metering accuracy, with phase fraction errors for gas, liquid, and solid typically within ±10%. However, in practical applications, fluid viscosity often causes substances to adhere to the photon detector, leading to measurement deviations that can reach 18% or more. To overcome this limitation, this paper proposes a hybrid Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise (DBSCAN)-Transformer regression framework, referred to as D-Transformer. DBSCAN removes isolated abnormal detector responses before overlapping time-series windows are generated, while the Transformer captures temporal dependencies among operating variables, raw phase-fraction readings, and multi-energy photon counts. Under experiment-wise five-fold evaluation, D-Transformer obtains R2 values of 0.982, 0.985, and 0.981 and RMSE values of 0.0134, 0.0122, and 0.0138 for the gas, liquid, and solid phase fractions, respectively. Component ablations and baseline comparisons show that the complete framework outperforms the no-ResNet, no-DBSCAN, CNN-GRU-Attention, CNN-LSTM, ridge-regression, and uncorrected-flowmeter alternatives.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- The Hybrid DBSCAN-Transformer Framework for High-Precision Phase Fraction Measurement in Low-Energy Gamma Flowmeter
- Date Crossref
- 19/08/2026
- Éditeur
- MDPI AG
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Southwest Petroleum University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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China National Petroleum Corporation (China) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Sinopec (China) pays non établi dans la noticeEntreprise
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School of Mechanical and Electrical Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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International Engineering Company pays non établi dans la noticeEntreprise
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Drilling and Production Engineering Technology Research Institute pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Yunnan Branch pays non établi dans la noticeInstitution
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Natural Gas Branch Company Sichuan Natural Gas Sales Center pays non établi dans la noticeEntreprise
Southwest Petroleum University, China National Petroleum Corporation (China) et Sinopec (China), avec 5 autres affiliations.
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