【摘要】：兩相流是油氣井生產(chǎn)過(guò)程中常見的流動(dòng)形式,其流量的準(zhǔn)確測(cè)量是觀測(cè)油氣井生產(chǎn)狀況,評(píng)價(jià)油氣井產(chǎn)能和分析儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)變化情況的重要依據(jù),對(duì)調(diào)整開采和優(yōu)化生產(chǎn)具有重要意義。由于兩相流在管道內(nèi)的流動(dòng)是一個(gè)非平穩(wěn)過(guò)程,流動(dòng)形態(tài)復(fù)雜多樣,致使兩相流參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量難度增加。鑒于超聲波在流量測(cè)量方面的諸多優(yōu)勢(shì),本文采用超聲波測(cè)量體制,重點(diǎn)研究通過(guò)多聲道測(cè)量方法,解決兩相流流量測(cè)量不確定度大的問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)高精度流量測(cè)量,需要對(duì)超聲波傳感器的特征參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),針對(duì)不同的測(cè)量環(huán)境,選擇合適的特征參數(shù)來(lái)提高超聲波的穿透能力。根據(jù)不同的超聲波測(cè)量方法,設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)亩嗦暤纻鞲衅鹘Y(jié)構(gòu),建立相適應(yīng)的多聲道流量測(cè)量數(shù)學(xué)模型。使用FLUENT軟件對(duì)氣液、固液兩相流的流動(dòng)特性進(jìn)行仿真研究,為多聲道測(cè)量提供依據(jù)。仿真結(jié)果顯示兩相流管內(nèi)流動(dòng)速度分布不均勻,不同流層的流速不同,且隨管徑的增大分層現(xiàn)象越明顯,表明了多聲道測(cè)量的必要條件。多聲道測(cè)量方法通過(guò)分別測(cè)量不同聲道的流速信息,來(lái)準(zhǔn)確描述管內(nèi)的整體流速,同時(shí)對(duì)各聲道測(cè)量結(jié)果之間進(jìn)行互相補(bǔ)償。相比單聲道的測(cè)量提高了測(cè)量精度,并且降低了設(shè)備對(duì)流場(chǎng)狀況的苛刻要求。本文根據(jù)相同頻率的超聲波在不同流體介質(zhì)中的幅度衰減特性,在氣液分層流動(dòng)情況下研究了利用超聲波測(cè)量相比例的理論和方法。超聲波信號(hào)經(jīng)過(guò)管內(nèi)不同液面高度的流體后,通過(guò)峰值檢波采集回波信號(hào)的幅值,得到檢波幅值與液面高度呈線性關(guān)系,且擬合程度較高。已知液位高度,便可根據(jù)建立的水平管道相比例識(shí)別數(shù)學(xué)模型計(jì)算對(duì)應(yīng)的液體相含率,進(jìn)而得到氣、液各相的體積分?jǐn)?shù)。分析液體相比例測(cè)量結(jié)果,它的絕對(duì)誤差小于2.5個(gè)百分點(diǎn),相對(duì)誤差小于5.2%,測(cè)量精度較高,達(dá)到了預(yù)期效果。在理論計(jì)算、仿真研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)正在開展的氣液兩相流研究,設(shè)計(jì)了基于時(shí)差法的三聲道超聲波流量測(cè)量硬件電路,進(jìn)行了調(diào)試并搭配相應(yīng)的軟件程序,在實(shí)驗(yàn)室搭建簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)整體的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。分別在不同含氣率的情況下,測(cè)量了氣液混合流體不同流速的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析,測(cè)量結(jié)果達(dá)到了課題考核指標(biāo)對(duì)測(cè)量精度的要求。當(dāng)含氣率為10%時(shí),對(duì)比與單聲道測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差,繪制誤差曲線,實(shí)驗(yàn)測(cè)量誤差降低2%~8.2%,體現(xiàn)了多聲道測(cè)量方法的優(yōu)越性。研究成果具有很強(qiáng)的實(shí)用性,解決了多年來(lái)兩相流測(cè)量的許多疑難和現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE312
【圖文】：

適用于管內(nèi)流態(tài)復(fù)雜，流速隨流動(dòng)發(fā)生變化的流體，然進(jìn)行平均計(jì)算來(lái)測(cè)得流體的流量[7]。圖 2-2 為四聲道傳感器看，每對(duì)傳感器軸向距離為 120mm，所以要確保安裝傳感器 2-3 為設(shè)計(jì)的測(cè)量管道三維效果圖。傳感器A1 傳感器A2聲道A圖 2-2 四聲道對(duì)角式布置

圖 3-1 管道幾何模型劃分SYS Meshing 進(jìn)行網(wǎng)格劃分，它在后面的計(jì)算中具有重要的作著計(jì)算結(jié)果的精度和計(jì)算時(shí)間。從流體域和固體域?qū)卧貢r(shí)間等方面考慮，來(lái)選擇合適的單元類型。網(wǎng)格劃分部分劃分的精確與否，決定了 FLUENT 軟件結(jié)算結(jié)流動(dòng)，所以需要對(duì)流體域進(jìn)行邊界層劃分，流體域部分采用通過(guò)控制單元格個(gè)數(shù)來(lái)調(diào)整模型計(jì)算的精確度。并且網(wǎng)格劃征的保留。首先抑制固體域，對(duì)流體域進(jìn)行網(wǎng)格劃分，由于因此要在 Detail of “Mesh”操作界面準(zhǔn)確設(shè)置相關(guān)參數(shù)，包括格過(guò)度快慢、跨度中心角后，得到流體域網(wǎng)格劃分如圖 3-2 所

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7 汪琮;;多聲道錄音分期制作方式及其注意事項(xiàng)[J];視聽界;1989年S1期

8 汪曉旭;;多聲道錄音工藝的前期技術(shù)[J];視聽界;1989年S1期

9 錢志遠(yuǎn);;多聲道,多多益善乎[J];實(shí)用無(wú)線電;2000年04期

10 鄧冠奇;;由簡(jiǎn)到繁的變化 影音技術(shù)20年發(fā)展史(多聲道技術(shù)篇)[J];家庭影院技術(shù);2017年10期

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3 俞锫;;5.1多聲道環(huán)繞聲拾音技術(shù)初探[A];中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)影視科技論文集[C];2003年

4 胡澤;;多聲道數(shù)字音頻系統(tǒng)的編碼及應(yīng)用[A];中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)影視科技論文集[C];2002年

5 姚國(guó)強(qiáng);;環(huán)幕電影《龍城風(fēng)光》數(shù)字多聲道立體聲錄音新工藝[A];中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)影視科技論文集[C];2003年

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3 作者 南皓;聆聽多聲道[N];電腦報(bào);2004年

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6 本報(bào)記者 劉可 實(shí)習(xí)生 莊天宇;多聲道試解城鎮(zhèn)化建設(shè)迷局[N];中華工商時(shí)報(bào);2013年

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8 本報(bào)觀察員 劉晶瑤;涉黑案辯護(hù)律師落馬,引發(fā)輿論多聲道[N];新華每日電訊;2009年

9 ;軟硬天書(1)[N];中國(guó)電腦教育報(bào);2002年

10 記者　季洪光;多聲道數(shù)字音頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

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7 華志斌;多聲道超聲氣體流量計(jì)的精密測(cè)速技術(shù)[D];華中科技大學(xué);2007年

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9 翁若倫;基于Ambisonics算法的交互式3D聲音體驗(yàn)平臺(tái)搭建初探[D];上海音樂學(xué)院;2017年

10 王獻(xiàn)勇;基于DSP的多聲道超聲流量計(jì)的設(shè)計(jì)[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2739117