公开了用于检测多相流的成分的系统、方法及装置。流量计可以包括与流体流交叉地设置的多个光纤。光纤可以生成沿着光纤传输的激光束的一部分的后向散射。所述后向散射可以由在每个光纤中形成的由氰化亚金锌形成的光栅产生。可以将外差检测用于确定用于确定在沿着光纤的不同位置处的应变和温度测量的布里渊频移。人工智能使用所述应变和温度测量确定所述流体流的流态和形成所述流体流的成分的流量。体流的流态和形成所述流体流的成分的流量。体流的流态和形成所述流体流的成分的流量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管道截面光纤多相装置
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求于2019年6月25日递交的美国专利申请No.16/452,153的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
[0003]本公开涉及确定流动参数。
技术介绍
[0004]在油气生产中，存在具有多个成分或相的流体流，并且包括具有作为气、油和水的三相的流体流。希望确定这样的多相流体流的流动参数。为了以有效的方式控制和调节生产过程，测量从储层生产的多相流的这些流动参数很重要。在油气生产期间测量流体流的各个成分的流量的能力对于油气产业有价值。
技术实现思路
[0005]本公开的第一方面针对一种用于使用布里渊频移感测在沿着光纤的不同位置处的应变和温度的系统。所述系统可以包括：包括多个光纤的流量计。所述光纤可以包括：芯和分布在该芯之中的由氰化亚金锌形成的光栅。所述系统还可以包括：连续波激光器，可操作地生成激光束。所述激光束可以进入光纤的第一端，并且所述激光束可以被散射，以根据所述激光束的一部分产生布里渊散射波。所述系统还可以包括：外差检测器，所述外差检测器将所述布里渊散射波与本地振荡器进行比较，以生成布里渊频移；以及人工智能系统，可操作地基于所述布里渊频移确定经过所述流量计的流体流的体积流量。
[0006]本公开的第二方面针对一种由一个或多个处理器执行的用于自动检测流体流的不同成分的流量的计算机实现的方法。所述方法可以包括：从延伸进流体流的至少一个光纤接收布里渊散射波；使用外差检测确定布里渊频移；确定在沿着光纤的一个或多个位置处的应变和温度值；使用流态观察器确定所述流体流的流态；以及使用计量器基于已确定的应变和温度值和已确定的流态确定所述流体流的不同成分。
[0007]本公开的另一个方面针对一种用于自动检测流体流的不同成分的流量的装置。所述装置可以包括：一个或多个处理器和耦合到所述一个或多个处理器并且存储用于由所述一个或多个处理器执行的编程指令的非暂时性计算机可读存储介质。所述编程指令可以指示所述一个或多个处理器：利用连续波激光器生成激光束；利用电光调制器根据所述激光束的一部分生成本地振荡器信号；利用光电二极管根据基于布里渊散射波与所述本地振荡器信号的比较的外差检测来检测布里渊频移；使用一个或多个询问器确定在沿着光纤的一个或多个位置处的应变和温度值；使用流态观察器确定所述流体流的流态；以及使用计量器基于已确定的应变和温度值和已确定的流态确定所述流体流的不同成分。
[0008]各个方面可以包括以下特征中的一个或多个。至少一个询问器可以可操作地根据所述布里渊频移确定在沿着光纤的长度的一个或多个位置处的应变和测量结果。卡尔曼滤
波器可以可操作地对已确定的应变和温度测量进行平滑。计量器可以可操作地确定经过所述流量计的流体流的成分的体积流量。所述多个光纤可以包括：垂直于所述流体流的流动方向延伸的第一组平行光纤。所述多个光纤可以包括：垂直于所述流体流的所述流动方向并且垂直于所述第一组平行光纤设置的第二组平行光纤。所述第一组平行光纤可以在所述流体流的方向上与所述第二组平行光纤移位。所述外差检测器可以包括：第一光电二极管和第二光电二极管、以及求和放大器，可操作地确定所述本地振荡器与所述布里渊散射波之间的相移。
[0009]各个方面还可以包括以下特征中的一个或多个。从延伸进流体流的至少一个光纤接收布里渊散射波可以包括：接收来自沿着光纤传输的激光束的后向散射，所述后向散射由光纤中的由氰化亚金锌形成的光栅产生。使用外差检测确定布里渊频移可以包括：使用第一光电二极管将本地振荡器信号与所述布里渊散射波进行比较。使用外差检测确定布里渊频移可以包括：使用第二光电二极管将所述本地振荡器信号与所述布里渊散射波进行比较；以及使用求和放大器对来自所述第一光电二极管的第一电信号和来自所述第二光电二极管的第二电信号求和。确定在沿着光纤的一个或多个位置处的应变和温度值可以包括：将所述布里渊频移与沿着光纤的位置相关联，以确定在沿着光纤的该位置处的应力和温度值。可以通过电光调制器引导(direct)所述激光束的一部分，并且可以利用微波信号生成器控制所述电光调制器，以生成具有与由所述微波信号生成器生成的频率相对应的频率的本地振荡器。
[0010]各个方面还可以包括以下特征中的一个或多个。所述布里渊散射波可以包括：来自所述激光束的沿着暴露于所述流体流的光纤传输的部分的后向散射，所述后向散射由光纤中的由氰化亚金锌形成的光栅产生。流量计可以包括：与流体流交叉地延伸的多个光纤。多个光纤中的至少一部分可以彼此平行地并且垂直于所述流体流的方向设置。编程指令可以指示所述一个或多个处理器：使用第二光电二极管将所述本地振荡器信号与所述布里渊散射波进行比较；以及使用求和放大器对来自所述第一光电二极管的第一电信号和来自所述第二光电二极管的第二电信号求和。指示所述一个或多个处理器利用光电二极管根据基于布里渊散射波与所述本地振荡器信号的比较的外差检测来检测布里渊频移的编程指令可以包括：指示所述一个或多个处理器进行以下操作的编程指令：利用第一光电二极管将所述布里渊散射波与所述本地振荡器信号进行比较；利用第二光电二极管将所述布里渊散射波与所述本地振荡器信号进行比较；以及利用求和放大器对来自所述第一光电二极管的第一电信号和来自所述第二光电二极管的第二电信号求和。指示所述一个或多个处理器使用一个或多个询问器电路确定在沿着光纤的一个或多个位置处的应变和温度值的编程指令可以包括：指示所述一个或多个处理器进行以下操作的编程指令：将所述布里渊频移与沿着光纤的位置相关联，以确定在沿着光纤的该位置处的应力和温度值。编程指令可以指示所述一个或多个处理器：使用一个或多个卡尔曼滤波器对已确定的应变和温度值进行平滑。指示所述一个或多个处理器使用流态观察器确定所述流体流的流态的编程指令可以包括：指示所述一个或多个处理器使用人工智能确定流态的编程指令。
[0011]在附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个实施例的细节。本公开的其他特征、目的和优点将通过说明书和附图以及权利要求而显而易见。
附图说明
[0012]图1是根据本公开的一些实施方式的示例分布式光纤流量计的示意图。
[0013]图2是作为根据本公开的一些实施方式的省略了导管的图1的流量计的侧视图的示意图。
[0014]图3是根据本公开的一些实施方式的光纤之中的具有氰化亚金锌粒子的布置的示例光纤的一部分的示意图。
[0015]图4是根据本公开的一些实施方式的用于同时测量在沿着光纤的不同位置处的应变和温度的示例分布式测量系统的示意图。
[0016]图5是根据本公开的一些实施方式的用于使用人工智能确定多相流的不同成分的体积流量的示例系统。
[0017]图6是根据本公开的一些实施方式的确定多相流体流的不同成分的多相流量的示例方法的流程图。
[0018]图7是示出根据本公开的一些实施方式的用于提供与本公开中所描述的算法、方法、功能、处理、流程和过程相关联的计算功能的示例计算机系统的框图。
[001本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使用布里渊频移感测在沿着光纤的不同位置处的应变和温度的系统，所述系统包括：包括多个光纤的流量计，光纤包括芯和分布在该芯之中的由氰化亚金锌形成的光栅；连续波激光器，能够操作地生成激光束，所述激光束进入光纤的第一端，所述激光束被散射，以基于所述激光束的一部分产生布里渊散射波；外差检测器，所述外差检测器将所述布里渊散射波与本地振荡器进行比较以生成布里渊频移；以及人工智能系统，能够操作地基于所述布里渊频移确定经过所述流量计的流体流的体积流量。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述人工智能系统包括：至少一个询问器，能够操作地根据所述布里渊频移确定在沿着光纤的长度的一个或多个位置处的应变和测量；卡尔曼滤波器，能够操作地对已确定的应变和温度测量进行平滑；以及计量器，能够操作地确定经过所述流量计的流体流的成分的体积流量。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个光纤包括：垂直于所述流体流的流动方向延伸的第一组平行光纤。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个光纤包括：垂直于所述流体流的所述流动方向并且垂直于所述第一组平行光纤设置的第二组平行光纤。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一组平行光纤在所述流体流的方向上与所述第二组平行光纤移位。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述外差检测器包括：第一光电二极管和第二光电二极管、以及求和放大器，能够操作地确定所述本地振荡器与所述布里渊散射波之间的相移。7.一种由一个或多个处理器执行的用于自动检测流体流的不同成分的流量的计算机实现的方法，所述方法包括以下操作：从延伸进流体流的至少一个光纤接收布里渊散射波；使用外差检测确定布里渊频移；确定在沿着光纤的一个或多个位置处的应变和温度值；使用流态观察器确定所述流体流的流态；以及使用计量器基于已确定的应变和温度值和已确定的流态确定所述流体流的不同成分。8.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，从延伸进流体流的至少一个光纤接收布里渊散射波包括：接收来自沿着光纤传输的激光束的后向散射，所述后向散射由光纤中的由氰化亚金锌形成的光栅产生。9.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，使用外差检测确定布里渊频移包括：使用第一光电二极管将本地振荡器信号与所述布里渊散射波进行比较。10.根据权利要求9所述的计算机实现的方法，其中，使用外差检测确定布里渊频移还包括：使用第二光电二极管将所述本地振荡器信号与所述布里渊散射波进行比较；以及使用求和放大器对来自所述第一光电二极管的第一电信号和来自所述第二光电二极
管的第二电信号进行求和。11.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，确定在沿着光纤的一个或多个位置处的应变和温度值包括：将所述布里渊频移与沿着光纤的位置相关联，以确定在沿着光纤的该位置处的应力和温度值。12.根据权利要求7所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡拉姆，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：
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