基於雙持氣率計的多相流量測量方法及測量裝置製造方法
2023-07-27 08:37:21 3
基於雙持氣率計的多相流量測量方法及測量裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種基於雙持氣率計的多相流量測量方法及測量裝置，該方法包括以下步驟：1)在流體流動的封閉管道內部設置兩個相距距離是L的流通截面；流通截面的設置方向與流體在封閉管道內部流動方向相垂直；2)獲取流體流經兩流通截面所需的傳遞時間；3)根據步驟2)所確定的傳遞時間獲取流體在兩個流通截面內的流體流速；4)根據流體流速及封閉管道的管徑計算得到流體的體積流量。本發明提供了一種可用於測量同時流動的油、氣和水混合物中各組分的流速，而不需要分離各組分的基於雙持氣率計的多相流量測量裝置及測量方法。
【專利說明】基於雙持氣率計的多相流量測量方法及測量裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於井下開採石油檢測【技術領域】，涉及一種流量測量裝置及測量方法，尤其涉及一種基於雙持氣率計的多相流量測量方法及測量裝置。
【背景技術】
[0002]油氣水三相流動現象廣泛存在於石油和天然氣工業中，在石油開採中，天然氣和地層水常與原油同時採出。這些油氣水混合物在井筒和集輸管道中的流動過程一般都屬於油氣水三相流動。為確定各油井的原油和天然氣產量或觀測地層中油、氣含量的變化，需要在線測量管線中油氣水三相流的流量，這對於評價產層特性是非常重要的。
[0003]目前，在產出剖面測井中廣泛應用渦輪流量計。渦輪型儀表的優點是結構簡單、線性好、頻率信號易於處理；但渦輪流量計也存在著缺點:由於存在可動部件，儀表常數易受長期工作造成的渦輪軸承磨損，以及維修安裝等人為因素影響；在測井過程中常因井內出砂或其他異物造成渦輪被卡住、卡死，有時嚴重影響測井成功率；測量受流體粘度和流動狀態影響。通常渦輪流量計在單相流條件下進行標定，在兩相流條件下，其輸入一輸出關係與單相流有所不同。這些因素都會影響流量計的精度和可靠性。
【發明內容】
[0004]為了解決【背景技術】中存在的上述技術問題，本發明提供了一種可用於測量同時流動的油、氣和水混合物中各組分的流速，而不需要分離各組分的基於雙持氣率計的多相流量測量裝置及測量方法。
[0005]本發明的技術解決方案是:本發明提供了一種基於雙持氣率計的多相流量測量方法，其特殊之處在於:所述方法包括以下步驟:
[0006]I)在流體流動的封閉管道內部設置兩個相距距離是L的流通截面；所述流通截面的設置方向與流體在封閉管道內部流動方向相垂直；
[0007]2)獲取流體流經兩流通截面所需的傳遞時間；
[0008]3)根據步驟2)所確定的傳遞時間獲取流體在兩個流通截面內的流體流速；
[0009]4)根據流體流速及封閉管道的管徑計算得到流體的體積流量。
[0010]上述步驟2)的具體實現方式是:
[0011]2.1)在步驟I)所設置的兩個流通截面處布置上光纖傳感器以及下光纖傳感器；
[0012]2.2)流體流經上光纖傳感器後產生輸入隨機信號Sx(t);流體繼續流至下光纖傳感器後產生輸出隨機信號Sy (t)；
[0013]2.3)將步驟2.2)所產生得到的輸入隨機信號Sx(t)以及輸出隨機信號Sy(t)分別進行解調、放大以及濾波處理，分別得到輸入隨機流動噪聲信號X(t)和輸出隨機流動噪聲信號y(t)；
[0014]2.4)將步驟2.3)所得到的輸入隨機流動噪聲信號x(t)和輸出隨機流動噪聲信號y(t)進行互相關運算，得到相關函數的圖形；所述相關函數的圖形的峰值所對應的時間位移就是流體流經兩流通截面所需的傳遞時間；
[0015]所述相關函數的表達式是:
[0016]
【權利要求】
1.一種基於雙持氣率計的多相流量測量方法，其特徵在於:所述方法包括以下步驟: 1)在流體流動的封閉管道內部設置兩個相距距離是L的流通截面；所述流通截面的設置方向與流體在封閉管道內部流動方向相垂直； 2)獲取流體流經兩流通截面所需的傳遞時間； 3)根據步驟2)所確定的傳遞時間獲取流體在兩個流通截面內的流體流速； 4)根據流體流速及封閉管道的管徑計算得到流體的體積流量。
2.根據權利要求1所述的基於雙持氣率計的多相流量測量方法，其特徵在於:所述步驟2)的具體實現方式是: 2.1)在步驟I)所設置的兩個流通截面處布置上光纖傳感器以及下光纖傳感器； 2.2)流體流經上光纖傳感器後產生輸入隨機信號Sx(t);流體繼續流至下光纖傳感器後產生輸出隨機信號Sy(t)； 2.3)將步驟2.2)所產生得到的輸入隨機信號Sx(t)以及輸出隨機信號Sy (t)分別進行解調、放大以及濾波處理，分別得到輸入隨機流動噪聲信號x(t)和輸出隨機流動噪聲信號 y(t)； 2.4)將步驟2.3)所得到的輸入隨機流動噪聲信號x(t)和輸出隨機流動噪聲信號y(t)進行互相關運算，得到相關函數的圖形；所述相關函數的圖形的峰值所對應的時間位移就是流體流經兩流通截面所需的傳遞時間； 所述相關函數的表達式是:
3.一種用於實現權利要求2所述的基於雙持氣率計的多相流量測量方法的測量裝置，其特徵在於:所述裝置包括光源、分光器、光纖耦合器、信號採集及處理單元以及探頭；所述分光器、光纖耦合器以及探頭依次設置在光源的出射光路上；所述信號採集及處理與探頭相連；所述探頭包括第一通信光纖以及第二通信光纖。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於:所述信號採集及處理單元包括光電探測器、偏置放大電路、Α/D採集電路以及PC機；所述光電探測器依次通過偏置放大電路和A/D採集電路接入PC機；所述光電探測器接入探頭。
5.根據權利要求3或4所述的裝置，其特徵在於:所述第一通信光纖以及第二通信光纖均是直徑為62.5 μ m的通信光纖。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於:所述第一通信光纖與第二通信光纖之間的距離是0.9mm。
【文檔編號】G01F1/66GK103994793SQ201410228858
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月27日 優先權日:2014年5月27日
【發明者】黃世幸, 高曉春, 胡博宇, 李永振, 孫大偉 申請人:西安思坦儀器股份有限公司