【技术实现步骤摘要】
油气水三相流分相流速声电双模态测量方法
本专利技术属于流体测量
，涉及一种超声传感器和电学传感器组合式测量方法，用于三相流分相流速的非扰动式测量。技术背景油气水三相流即为气/液/液三相流中的三组分流，它广泛存在于石油的开采及运输过程中。近年来，油田进入高含水期，油气水三相流多以水为连续相、油滴和气泡作为离散相伴随连续相一起流动。对其流动参数的测量成为多相流领域研究的热点问题，尤其是相含率、流速的测量对于产量的准确估计和生产安全的保证具有重要意义。然而与单相流相比，三相之间复杂的相互作用和相对运动特性致其流动结构十分复杂，流型复杂多变，对流动参数的准确获取带来了巨大挑战。对于多相流过程参数的测量方法多种多样。在传统的测量方式中，多采用单相仪表完成过程参数的直接获取，物理意义明确。比较典型的例子如涡轮流量计、差压流量计、涡街流量计等，但是这些方法多属于侵入式测量，在获得流动参数的同时会对流动过程产生扰动，影响流动结构并降低测量精度。因此，在科学研究和工业生产过程中，采用非侵入式的方法完成对多相流过程参数的准确获取具有重要意义。一些新兴的测量方式，如电学法、超...
【技术保护点】
1.一种油气水三相流分相流速声电双模态测量方法，采用一个双晶超声换能器和电学传感器；所述双晶超声换能器用于获取超声多普勒频移信号，采用收发一体同侧的结构，内部包含接收压电陶瓷晶片和发射压电陶瓷晶片，分别用于接收和发射超声波，所述双晶超声换能器被安装于水平管道底部并保证与水平方向的夹角为θ；所述电学传感器用于获取水相含率信号，与超声换能器同时安装于水平管道中；测量方法包含如下步骤：1)针对油气水三相水基‑分散流，利用电学传感器采集水相含率信号H(t),t∈(0,T)，利用连续波超声传感器采集多普勒频移信号fd(t),t∈(0,T)，其中T为采样时间，并去除两个信号中的高频噪声...
【技术特征摘要】
1.一种油气水三相流分相流速声电双模态测量方法，采用一个双晶超声换能器和电学传感器；所述双晶超声换能器用于获取超声多普勒频移信号，采用收发一体同侧的结构，内部包含接收压电陶瓷晶片和发射压电陶瓷晶片，分别用于接收和发射超声波，所述双晶超声换能器被安装于水平管道底部并保证与水平方向的夹角为θ；所述电学传感器用于获取水相含率信号，与超声换能器同时安装于水平管道中；测量方法包含如下步骤：1)针对油气水三相水基-分散流，利用电学传感器采集水相含率信号H(t),t∈(0,T)，利用连续波超声传感器采集多普勒频移信号fd(t),t∈(0,T)，其中T为采样时间，并去除两个信号中的高频噪声；2)根据去噪后的电学传感器的水相含率测量数据，结合特征提取与分类算法实现油气水三相流流型的识别；3)提取水相含率信号的局部波动特性：对不同流型下的水相含率信号进行连续小波变换获得在给定尺度a和给定时刻b的连续波小波变换系数和计算局部小波能量系数其中ψ(t)为母小波函数，采用Daubechies4小波，总尺度为500；在时间-尺度轴上绘制局部小波能量系数谱图获得水相含率信号的局部波动特性；4)利用集合经验模态分解，对连续波超声多普勒频移信号进行分解并选取主分量：利用集合经验模态分解的方法，将超声多普勒信号fd(t),t∈(0,T)逐级分解为若干本征模态函数IMFj(t)(j＝1,2,...,n)和趋势函数rn(t)的和：其中n为分解得到的本征模态函数个数，选取前3级本征模态函数IMFi(t)(i＝1,2,3)作为流速提取的主分量；5)根据步骤3)、4)中的分解结果，采用超声电学联合分析的方法，获得不同流型下水相含率和多普勒频移信号中不同波动尺度的之间的对应关系，并在步骤4)得到的主分量中选取不同的分量用于分相流速的提取，对于水基-分散-泡状流和水基-分散-弹状流，与水相含...
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