基于双持气率计的多相流量测量方法及测量装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于双持气率计的多相流量测量方法及测量装置，该方法包括以下步骤：1)在流体流动的封闭管道内部设置两个相距距离是L的流通截面；流通截面的设置方向与流体在封闭管道内部流动方向相垂直；2)获取流体流经两流通截面所需的传递时间；3)根据步骤2)所确定的传递时间获取流体在两个流通截面内的流体流速；4)根据流体流速及封闭管道的管径计算得到流体的体积流量。本发明提供了一种可用于测量同时流动的油、气和水混合物中各组分的流速，而不需要分离各组分的基于双持气率计的多相流量测量装置及测量方法。
【专利说明】基于双持气率计的多相流量测量方法及测量装置
【技术领域】
[0001]本发明属于井下开采石油检测【技术领域】，涉及一种流量测量装置及测量方法，尤其涉及一种基于双持气率计的多相流量测量方法及测量装置。
【背景技术】
[0002]油气水三相流动现象广泛存在于石油和天然气工业中，在石油开采中，天然气和地层水常与原油同时采出。这些油气水混合物在井筒和集输管道中的流动过程一般都属于油气水三相流动。为确定各油井的原油和天然气产量或观测地层中油、气含量的变化，需要在线测量管线中油气水三相流的流量，这对于评价产层特性是非常重要的。
[0003]目前，在产出剖面测井中广泛应用涡轮流量计。涡轮型仪表的优点是结构简单、线性好、频率信号易于处理；但涡轮流量计也存在着缺点:由于存在可动部件，仪表常数易受长期工作造成的涡轮轴承磨损，以及维修安装等人为因素影响；在测井过程中常因井内出砂或其他异物造成涡轮被卡住、卡死，有时严重影响测井成功率；测量受流体粘度和流动状态影响。通常涡轮流量计在单相流条件下进行标定，在两相流条件下，其输入一输出关系与单相流有所不同。这些因素都会影响流量计的精度和可靠性。
【发明内容】
[0004]为了解决【背景技术】中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可用于测量同时流动的油、气和水混合物中各组分的流速，而不需要分离各组分的基于双持气率计的多相流量测量装置及测量方法。
[0005]本发明的技术解决方案是:本发明提供了一种基于双持气率计的多相流量测量方法，其特殊之处在于:所述方法包括以下步骤:
[0006]I)在流体流动的封闭管道内部设置两个相距距离是L的流通截面；所述流通截面的设置方向与流体在封闭管道内部流动方向相垂直；
[0007]2)获取流体流经两流通截面所需的传递时间；
[0008]3)根据步骤2)所确定的传递时间获取流体在两个流通截面内的流体流速；
[0009]4)根据流体流速及封闭管道的管径计算得到流体的体积流量。
[0010]上述步骤2)的具体实现方式是:
[0011]2.1)在步骤I)所设置的两个流通截面处布置上光纤传感器以及下光纤传感器；
[0012]2.2)流体流经上光纤传感器后产生输入随机信号Sx(t);流体继续流至下光纤传感器后产生输出随机信号Sy (t)；
[0013]2.3)将步骤2.2)所产生得到的输入随机信号Sx(t)以及输出随机信号Sy(t)分别进行解调、放大以及滤波处理，分别得到输入随机流动噪声信号X(t)和输出随机流动噪声信号y(t)；
[0014]2.4)将步骤2.3)所得到的输入随机流动噪声信号x(t)和输出随机流动噪声信号y(t)进行互相关运算，得到相关函数的图形；所述相关函数的图形的峰值所对应的时间位移就是流体流经两流通截面所需的传递时间；
[0015]所述相关函数的表达式是:
[0016]
【权利要求】
1.一种基于双持气率计的多相流量测量方法，其特征在于:所述方法包括以下步骤: 1)在流体流动的封闭管道内部设置两个相距距离是L的流通截面；所述流通截面的设置方向与流体在封闭管道内部流动方向相垂直； 2)获取流体流经两流通截面所需的传递时间； 3)根据步骤2)所确定的传递时间获取流体在两个流通截面内的流体流速； 4)根据流体流速及封闭管道的管径计算得到流体的体积流量。
2.根据权利要求1所述的基于双持气率计的多相流量测量方法，其特征在于:所述步骤2)的具体实现方式是: 2.1)在步骤I)所设置的两个流通截面处布置上光纤传感器以及下光纤传感器； 2.2)流体流经上光纤传感器后产生输入随机信号Sx(t);流体继续流至下光纤传感器后产生输出随机信号Sy(t)； 2.3)将步骤2.2)所产生得到的输入随机信号Sx(t)以及输出随机信号Sy (t)分别进行解调、放大以及滤波处理，分别得到输入随机流动噪声信号x(t)和输出随机流动噪声信号 y(t)； 2.4)将步骤2.3)所得到的输入随机流动噪声信号x(t)和输出随机流动噪声信号y(t)进行互相关运算，得到相关函数的图形；所述相关函数的图形的峰值所对应的时间位移就是流体流经两流通截面所需的传递时间； 所述相关函数的表达式是:
3.一种用于实现权利要求2所述的基于双持气率计的多相流量测量方法的测量装置，其特征在于:所述装置包括光源、分光器、光纤耦合器、信号采集及处理单元以及探头；所述分光器、光纤耦合器以及探头依次设置在光源的出射光路上；所述信号采集及处理与探头相连；所述探头包括第一通信光纤以及第二通信光纤。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于:所述信号采集及处理单元包括光电探测器、偏置放大电路、Α/D采集电路以及PC机；所述光电探测器依次通过偏置放大电路和A/D采集电路接入PC机；所述光电探测器接入探头。
5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于:所述第一通信光纤以及第二通信光纤均是直径为62.5 μ m的通信光纤。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于:所述第一通信光纤与第二通信光纤之间的距离是0.9mm。
【文档编号】G01F1/66GK103994793SQ201410228858
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月27日 优先权日:2014年5月27日
【发明者】黄世幸, 高晓春, 胡博宇, 李永振, 孙大伟 申请人:西安思坦仪器股份有限公司