分层采油流量测量技术研究

发布时间：2020-04-04 21:01

【摘要】：在石油能源行业中,经常需要对产液量等生产参数进行定量测量和分析,基于超声波的流量测量技术做为一种非接触、易于安装的方法目前在油田生产现场得到了应用。但因为被测液体的特殊性质,液体中不光有稠油,砂,水,甚至还会有泥浆,气泡等,因此对于如何精确地测量含有这么多杂质的流体流量就显得尤为重要。本文就以此为出发点,以多普勒超声波流量测量系统为研究对象,对提高整个系统性能的关键技术进行深入的理论研究。从超声波换能器的相关研究以及管内流体的速度分布入手,为后续的电路研究提供了理论支持,利用超声波在不同媒质界面的反射、折射和波型转换规律,实验中所使用的换能器选用的入射角定为45°,确保了接收信号的可靠稳定性。本文对超声波的衰减特性进行了分析,介绍了管道内壁粘有原油的影响和消除方法。利用COMSOL软件对超声波在流体中的衰减特性进行了分析,对不同油水混合物比例下的声压分布进行了仿真。在前人的基础上,设计出一套耐高温分层采油流量测量电路。在信号处理方面,针对超声波多普勒回波信号的特性,采用复调制细化选带频谱分析,通过对频率的细化达到提高频率分辨率的目的,超声波多普勒频差法流量测量方法中,流量测量是通过在液体传输中检测超声多普勒频移来实现,但是频差的值总是随着时间在变化,为了提高样机的测量精度,分析了温度、流速以及混合流体的浓度对超声波多普勒流量计流量测量结果的影响,为后续的实验提供了理论指导。对所设计的系统电路进行了联调结合试验进行实测调试,测试所设计的流量计的可靠性跟精度。在实验室现有的测试条件下,设计研究了一套可行的实验方法,对所设计的流量计进行标定,测量得到的数据进行了分析,结果表明采用该算法设计的流量计具有较好的稳定性和较高的测量精度,基本满足工业测试需求。
【图文】：

图 1-1 波束偏移法原理示意图产生的噪音和流体的流速相关，并且紊流的现象，这是液体液体会发生的噪声强度与流速有着线性关系，，因此需要设计超声波发射电路，只需要电量比较方便，安装简单，成本很低，声法的主要缺点是：获得的的信号强致测量精度和适用稳定性不高[15]。计是基于物理学中的多普勒效应，通得到流体流量的方法。超声波换能器

法得研究比较早，早在出了使用两种声信号的流量计最早的的文献资差的测量精度要求比较“鸣环”测量方法，鸣随着“鸣环”测量法的流量计，并成功用于对当时受限于科技条件，前苏联科学家设计出了快速发展，诞生了大批不断进步，集成电路技能得到了大幅提升，超于超声波流量计的研究进行测量，但是小管径
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE355

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本文编号：2614069