论文部分内容阅读
多相流广泛存在于化工、石油、电力等领域,尤其在石油工业中,从原油的开采、运输到原油的加工,都与多相流密切相关,因此,对多相流进行高精度的计量意义重大。但是由于多相流流型相当复杂,成分多变,直到现在具有实际应用价值的多相流量计仍然较少。气田的开采需要一种能够适应高含气率的多相流量计,这也是近年来各国致力研究的方向,以往的研究大多都是针对低含气率的两相流,建立的模型也不适合高含气率多相流的计量,往往精度很低,因此针对高含气率多相流的流量计的研究具有非常重要的意义。由于很多油田原油中伴生气很多,以往的方法如科里奥利质量流量计不能正常工作,造成测量误差相当大。本文提出了利用多传感器组合测量多相流的方法。多传感器组合测量方法在理论上可以解决高含气率的问题。利用多传感器测得多相流的三个物理参数(介电常数、电导率和射频吸收率),建立的三个方程与归一公式联立成方程组,计算得出各相的相分率;再由相关法测出流体的流速(气相流速和液相流速),与相分率进行乘法运算,从而得出各相的流量。本文推导了多相流介电常数,电导率,射频吸收率的公式;针对电容测量模块部分设计了基于AD7746和FPGA芯片组成的测量电路;对定值微小电容做了静态测试;计算设计了电容传感器,并且通过基于Labview虚拟仪器环境编写的程序与计算机进行串口通信,对不同比例的油气进行了含气率的测量,测量结果在上位机显示。实验结果显示对于定值小电容具有很高的精确度,可以精确到4fF;对于含气率在80%以下的油气两相的测量结果较为满意。另外该方案具有测量范围广、体积小、精度高和成本低等特点,实验验证此方法具有一定的实用价值,对多相流量计的研究提出了一种思路。