两相流差压与电导传感器测量系统设计

论文摘要

多相流模拟井实验装置是研究油气水多相流问题的重要手段,在理论研究和工程实践中都占有重要的地位,研究多相流模拟井流动特性检测系统具有重要意义。首先,基于两相流差压与电导传感器测量方法,设计了两相流流动特性测量硬件系统,该硬件系统具有更好的可扩展性和操作简便性。针对虚拟仪器在实际测量中应用越来越广泛的情况,应用基于虚拟仪器技术的图形化编程语言LabVIEW,重点开发了测量系统数据采集和信号分析软件。程序开发方法是采用LabVIEW数字信号处理工具包及目前流行的非线性时间序列分析算法。程序实现功能上能够将多种信号处理方法集成到LabVIEW平台下,由统一的程序进行调用,并且可以根据需要选择不同的算法连续运行并保存结果,大大增强了信号处理软件的便捷程度,程序具有用户界面直观与方便使用等特点。通过对实际两相流动态测量信号处理结果表明,该软件系统可以实现对多相流模拟井中差压与电导测量信息进行有效的时频域与非线性分析。基于油水两相流差压测量信号提取了持水率参数,并在此基础上建立了两相流漂移流动模型,为油水两相流分相流量测量提供了模型试验基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 多相流模拟井实验检测系统研究意义
• 1.2 电导测量方法
• 1.2.1 探针法
• 1.2.2 对壁电极法
• 1.2.3 截面多电极法
• 1.2.4 纵向环形多电极法
• 1.3 差压测量方法
• 1.4 本课题研究内容与创新点
• 第二章 差压与电导传感器测量系统硬件设计
• 2.1 两相流实验测量系统构建
• 2.1.1 电导法测量原理
• 2.1.2 差压法测量原理
• 2.2 测量系统硬件设计
• 2.2.1 电导传感器与差压传感器
• 2.2.2 激励信号产生模块
• 2.2.3 信号调理模块
• 2.3 多相流模拟井动态实验及信息获取
• 2.3.1 多相流模拟井装置介绍
• 2.3.2 两相流动态实验测量方案
• 第三章 差压与电导传感器测量系统软件设计
• 3.1 LabVIEW 软件系统开发思路
• 3.1.1 虚拟仪器技术
• 3.1.2 LabVIEW 程序设计语言
• 3.2 测量系统软件架构
• 3.2.1 主程序设计
• 3.2.2 子程序功能
• 3.3 数据采集程序设计
• 3.3.1 采样定理与采样方式
• 3.3.2 数据采集设置向导程序设计
• 3.3.3 数据采集程序设计
• 3.3.4 数据管理方式
• 3.4 电导测量信息处理软件设计
• 3.4.1 自相关分析方法
• 3.4.2 互相关分析方法
• 3.4.3 递归图与递归定量分析方法
• 3.4.4 傅里叶变换分析方法
• 3.4.5 功率谱密度分析方法
• 3.4.6 短时傅里叶变换分析方法
• 3.4.7 Wigner-Ville 谱分析方法
• 3.4.8 经验模态分解分析方法
• 3.4.9 信号分析与处理向导程序设计
• 第四章 利用差压测量信息提取相含率
• 4.1 油水两相流差压测量信息获取
• 4.2 摩擦阻力系数计算和持油率参数提取
• 4.3 油水两相流漂移流动模型
• 第五章 结束语
• 5.1 本文所做工作的成果总结
• 5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢