油田井口湿蒸汽计量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种油田井口湿蒸汽计量系统，包括：积分滤波器、整流滤波器和卡尔曼滤波模块，其中：积分滤波器滤除由锅炉给水柱塞泵造成律动波；整流滤波器消除蒸汽不稳定流和漩涡流；卡尔曼滤波模块清除随机白噪声。本实用新型专利技术提供的油田井口湿蒸汽计量系统积分滤波器、整流滤波器和卡尔曼滤波模块消除律动波、蒸汽流速分布不均匀和旋涡流，流态为充分扩展的紊流，同时减小随机白噪声。该计量系统完全基于差压的时域特征，在信号滤波环节采用卡尔曼滤波，计算环节少，不占用大量资源，干度测量范围宽40‑98％。

Wet steam metering system of oil field wellhead

【技术实现步骤摘要】
油田井口湿蒸汽计量系统
本技术涉及油田测量领域，尤其涉及一种油田井口湿蒸汽计量系统。
技术介绍
在现代工业中，湿蒸汽(气液两相流)的应用相当广泛，包括石油、化工、医药、食品等众多领域。在油田的稠油、超稠油开采工艺中，蒸汽热注是当前技术最为成熟、应用最为广泛的方法，在蒸汽热注工艺管理中，湿蒸汽的计量系统是热注开采工艺得以大规模实施的关键技术。湿蒸汽的计量包括干度、质量流量两个参数，油田井口湿蒸汽计量系统，利用流体力学原理是通过特殊结构设计，消除由锅炉给水柱塞泵带来的脉动波，从而保证介质的稳态流动。当前在油田的稠油开采中，一般采用注汽热采的方式，为防止直流注汽锅炉的锅炉管内结水垢，锅炉出口的蒸汽为干度为70-80％的湿蒸汽。然而，现有的大多数计量方法难以满足以上的工况需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题之一是需要提供一种油田井口湿蒸汽计量系统，以满足锅炉出口蒸汽干度的技术要求。为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种油田井口湿蒸汽计量系统，包括：积分滤波器、整流滤波器和卡尔曼滤波模块，其中：积分滤波器滤除由锅炉给水柱塞泵造成律动波；整流滤波器消除蒸汽不稳定流和漩涡流；卡尔曼滤波模块清除随机白噪声。优选地，积分滤波器的输出口连接所述整流滤波器；所述整流滤波器连接节流装置，所述节流装置安装有防堵装置；所述防堵装置的压差变送器的输出端连接所述卡尔曼滤波装置。优选地，所述防堵装置包括：导压管、管压变送器和冷凝器；两冷凝器通过所述导压管分别连接防堵取样装置；所述管压变送器连接所述两冷凝器；所述防堵取样装置设置于导压管末端。优选地，利用积分滤波器滤除由锅炉给水柱塞泵造成律动波，其入口安装于待测筒体的下部，其出口位于筒体上部，利用蒸汽可压缩性消除压力波动.优选地，利用卡尔曼滤波模块清除由震动、环境噪声、电气噪声共同引起的随机白噪声随机白噪声，所述卡尔曼滤波模块配置有预测机制，通过状态转移矩阵和传感器数据生成的映射矩阵同时更新协方差矩阵。本技术提供的油田井口湿蒸汽计量系统积分滤波器、整流滤波器和卡尔曼滤波模块消除律动波、蒸汽流速分布不均匀和旋涡流，流态为充分扩展的紊流，同时减小随机白噪声。该计量系统完全基于差压的时域特征，在信号滤波环节采用卡尔曼滤波，计算环节少，不占用大量资源，干度测量范围宽40-98％。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术的技术方案而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。图1为本申请实施例的油田井口湿蒸汽计量系统构造示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本技术的保护范围之内。另外，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。本技术提供一种油田井口湿蒸汽计量系统，以满足锅炉出口蒸汽干度的技术要求。图1示出了一种油田井口湿蒸汽计量系统，包括：积分滤波器1、整流滤波器2和卡尔曼滤波模块8，其中：积分滤波器1滤除由锅炉给水柱塞泵造成律动波；所述积分滤波器1滤除由锅炉给水柱塞泵造成律动波，其入口安装于待测筒体的下部，其出口位于筒体上部，利用蒸汽可压缩性消除压力波动。整流滤波器2消除蒸汽不稳定流和漩涡流；整流滤波器2实现消除蒸汽不稳定流和漩涡流，安装于所述积分滤波器的出口。积分滤波器出口配置流态整流滤波器，消除蒸汽流速分布不均匀和旋涡流，流态为充分扩展的紊流，使测量装置在最佳状态下工作。卡尔曼滤波模块8清除随机白噪声。所述卡尔曼滤波模块8清除由震动、环境噪声、电气噪声共同引起的随机白噪声随机白噪声，所述卡尔曼滤波模块配置有预测机制，通过状态转移矩阵和传感器数据生成的映射矩阵同时更新协方差矩阵。运用于具有不确定性的动态系统状态估计，该系统一般具有两个状态，一个是通过状态转移方程得到的预测状态，另一个是通过传感器得到的观察状态，卡尔曼滤波前提是假设这两个状态都符合高斯分布，并且当前状态只与上一时刻状态有关，与历史状态无关。优选地，积分滤波器1的输出口连接所述整流滤波器2；利用积分滤波器1滤除由锅炉给水柱塞泵造成律动波，其入口安装于待测筒体的下部，其出口位于筒体上部，利用蒸汽可压缩性消除压力波动.所述整流滤波器2连接节流装置3，所述节流装置安装有防堵装置；所述防堵装置4的压差变送器6的输出端连接所述卡尔曼滤波装置8。优选地，所述防堵装置包括：导压管5、管压变送器6和冷凝器7；两冷凝器7通过所述导压管分别连接防堵取样装置；所述管压变送器6连接所述两冷凝器7；所述防堵取样装置设置于导压管末端。本技术提供的油田井口湿蒸汽计量系统积分滤波器、整流滤波器和卡尔曼滤波模块消除律动波、蒸汽流速分布不均匀和旋涡流，流态为充分扩展的紊流，同时减小随机白噪声。该计量系统完全基于差压的时域特征，在信号滤波环节采用卡尔曼滤波，计算环节少，不占用大量资源，干度测量范围宽40-98％。应该理解的是，本技术所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。虽然本技术所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本技术而采用的实施方式，并非用以限定本技术。任何本技术所属
内的技术人员，在不脱离本技术所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本技术的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油田井口湿蒸汽计量系统，其特征在于，包括：积分滤波器、整流滤波器和卡尔曼滤波模块，其中：/n积分滤波器滤除由锅炉给水柱塞泵造成律动波；/n整流滤波器消除蒸汽不稳定流和漩涡流；/n卡尔曼滤波模块清除随机白噪声。/n

【技术特征摘要】
1.一种油田井口湿蒸汽计量系统，其特征在于，包括：积分滤波器、整流滤波器和卡尔曼滤波模块，其中：
积分滤波器滤除由锅炉给水柱塞泵造成律动波；
整流滤波器消除蒸汽不稳定流和漩涡流；
卡尔曼滤波模块清除随机白噪声。


2.根据权利要求1所述计量系统，其特征在于，积分滤波器的输出口连接所述整流滤波器；
所述整流滤波器连接节流装置，所述节流装置安装有防堵装置；
所述防堵装置的压差变送器的输出端连接所述卡尔曼滤波装置。


3.根据权利要求2所述的计量系统，其特征在于，所述防堵装置包括：导压管、管压变送器和冷凝器；

【专利技术属性】
技术研发人员：侯宝华，范元野，于清澄，张爱丽，盛文水，
申请(专利权)人：长春锅炉仪表程控设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22