一种水平油气水段塞流液塞区持气率测量方法

专利主权项内容

1.一种水平油气水段塞流液塞区持气率测量方法，所采用的测量装置包含上位机、分布式超声传感器测量系统和电导网格传感系统，两个系统分别包含分布在同一个管道上的两组传感部分，一组传感部分采用分布式超声传感器，包括四个分布在管壁上的超声探头A，B，C，D，其中，D为发射探头，用作发射脉冲式超声波，A、B和C探头用作接收超声信号，称为接收器；发射探头D位于管道底部，与接收器A正对，且接收器B和C位于接收器A两侧；分布式超声传感器测量系统和电导网格传感系统所采集的数字信号被传输至上位机；根据超声传播路径将管道径向截面分为主瓣区域和副瓣区域；主瓣区域，即区域Ⅰ，副瓣区域分布在主瓣区域两侧，即区域Ⅱ、Ⅲ，区域Ⅰ与区域Ⅱ、Ⅲ之间的分界线由发射器D的边缘与接收器A和B、接收器A和C之间圆弧中点的连线确定；另一组传感部分采用电导网格传感器，包括激励电极T与接收电极R，各激励电极相互平行，位于管道同一径向截面，而各接收电极在管道的另一径向截面上相互平行排列，激励电极和测量电极在管道内形成交叉点；通过依次激励激励电极T，获得电导网格传感器的一帧数据，该数据反映管道径向截面上所有交叉点处的相分布信息；电导网格传感器获得的数据被传输至上位机；iji在获取分布式超声传感器及电导网格传感器响应信号后；针对油气水段塞流液塞区，进行如下的数据处理：S1，进行接收器A的脉冲峰值序列的振幅-频率联合分析，经过经验模态分解(EMD)方法，获得分解后的表征不同频率的IMF分量，对于高频分量进行幅值阈值处理，通过从接收器A脉冲峰值序列中减去经过处理的高频分量，得到消除油滴影响的接收器A的脉冲峰值序列；S2，利用电导网格传感器测量响应信号实现油气水三相段塞流管道径向截面成像，提取区域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中的持气率及气泡半径；S3，计算区域I中平均气泡半径及其归一化值，建立气泡归一化值与电导网格传感器测量的区域I持气率的关系；描述气泡归一化值与区域I持气率/>的关系；S4，根据步骤S3，建立基于三相流气泡大小的修正的MCBL模型，描述超声透射波衰减系数α与区域I持气率的关系；S5，计算接收器A接收到的超声透射波衰减系数α，将计算得到的α带入修正的MCBL模型，得到由接收器A测量的区域I持气率S6，基于Chapman函数建立的统计模型，获得分别由接收器B和C测量的区域Ⅱ、Ⅲ持气率和/>S7根据区域I、Ⅱ和Ⅲ的面积，对和/>三者进行加权平均，实现油气水段塞流液塞区在整个管道径向截面上持气率的测量。