CN102087298A - 伽马射线截面成像装置、多相流流量测量装置及测量方法 - Google Patents
伽马射线截面成像装置、多相流流量测量装置及测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102087298A CN102087298A CN2011100267396A CN201110026739A CN102087298A CN 102087298 A CN102087298 A CN 102087298A CN 2011100267396 A CN2011100267396 A CN 2011100267396A CN 201110026739 A CN201110026739 A CN 201110026739A CN 102087298 A CN102087298 A CN 102087298A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cross
- gamma ray
- imaging device
- flow
- section imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 title claims abstract description 105
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 94
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 79
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 64
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 45
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 11
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 9
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000010734 process oil Substances 0.000 claims description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 claims description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 241001269238 Data Species 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/12—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the material being a flowing fluid or a flowing granular solid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/26—Oils; Viscous liquids; Paints; Inks
- G01N33/28—Oils, i.e. hydrocarbon liquids
- G01N33/2823—Raw oil, drilling fluid or polyphasic mixtures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于输油管中的多相流的伽马射线截面成像装置。该伽马射线截面成像装置由至少两组探头组成,每组探头包括:一个伽马射线探测器阵列、放射源、放射源屏蔽器;所述探测器阵列位于被测输油管的一侧且其法线与输油管轴向垂直;所述放射源位于输油管的另一侧;所述放射源屏蔽器对所述放射源进行屏蔽;每组探头所包括的伽马射线探测器阵列确定多个探测区间,每个探测区间由伽马射线探测器阵列中的一个探测器来确定,每个探测区间都能够获得伽马射线的平均吸收系数,以同时获取不同探测区间的平均吸收系数,从而得到多相流的瞬时截面图像。本发明还涉及两种油气水多相流测量装置及其测量方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种安装在油气田输油管上的油气水多相流伽马射线截面成像装置,还涉及一种使用该装置的适用于油气田输油管内的油气水多相流流量测量装置和测量方法。
背景技术
油井中油气水三相产物的流量数据是油田采油工作中的基础数据,是优化生产和优化油藏管理的主要依据。
为获取上述数据,近年来出现的使用伽马射线技术的多相流计量系统,由于不需要对油气水进行分离即可对油气水多相流混合物进行连续实时的测量、占地面积小、安装维护简单、精度较高等优点已被广泛的应用于单井计量,在数字化智能油田系统中扮演重要的角色。现有的使用伽马射线技术的多相流量计系统对油气水多相流混合物的测量过程一般如下:
1)标定,获取油、气、水对不同能量窄束伽马射线的吸收系数;
2)改变油气水多相流的流型流态,使其混合均匀;
3)根据各介质标定的吸收系数,测量含水率WC和含气率GVF,或者各相的相分率;
4)测量总流量率Q;
5)计算气流量率Qg=Q*GVF;
6)计算液流量率Ql=Q*(1-GVF);
7)计算油流量率Qo=Ql*(1-WC);
8)计算水流量率Qw=Ql*WC;
目前,以伽马射线为基础的多相流计量技术的局限性以及所面临的挑战主要有以下几点:(1)测量精度不够高。因为伽马射线测量技术需要满足窄束的条件这个前提,现有的多相流量计的放射源和探头都布局在油管的径向位置,因此只能获取径向很小立体角内的混合物的相分率,在此探测区间之外的部分却无能为力,所以相分率测量结果都是采用以“线”代“面”的方式,这种用局部来替代整体的方法使得其测量结果对流体的整体均匀性有要求。因此也就相对降低了整体的测量精度。(2)由于以上原因,现有的以伽马射线为基础的多相流流量计在上游一般都需要装混合器,用于使油气水多相流能够充分均匀的混合,以达到油管径向混合物的成分和比例能够代表整个油管截面的混合物成分和比例,但实际的混合效果并不能达到绝对的有代表性。(3)测量结果在很大程度上依赖于介质的属性。不同的油井,或者同一口油井的不同生产阶段,其产物油、气、水的成分都有很大的不同,那么其对伽马射线的吸收都会不同,而介质的吸收系数是现有的伽马射线多相计量技术的一个重要输入参数,为了获取正确的介质吸收系数,需要对油井产物进行频繁的取样、监控和分析,必要时多相流量计需要停机工作,重新进行介质标定。尤其是进行勘探井测量时,由于油井介质一般很难先行获取,需要在作业过程中中断作业,进行介质标定,或在作业结束时进行介质标定,重新运算反演一次仪表的原始数据,获得最终结果。这样作业的连续性和数据的时效性都会受到影响,降低效率,提高成本。(4)不能直观得到流体流态的流动特性。现有的伽马多相流计量都只能给出多相流的平均密度信息而没有其具体空间分布的位置信息。因此不能给出油、气和水在输油管内的空间分布信息即成像信息。
发明内容
因此,为了提高相分率的测量精度,尤其是非对称的流型流态或多种流型流态同时并存时的相分率测量精度,满足油田生产计量的需求,更有效地实施油藏管理和生产优化管理,本发明的第一个目的在于提供一种安装在油气水多相流输油管上的伽马射线截面成像装置,对输油管内的油、气和水进行成像,获取多相流的空间分布信息。
本发明的第二个目的在于提供两种安装在输油管上采用本发明的伽马射线截面成像装置而对油气水多相流进行连续测量的油气水流量测量装置。
本发明的第三个目的在于提供两种采用油气水多相流流量测量装置对油气水多相流流量进行测量的方法。
为了实现第一个目的,本发明提供了一种用于输油管中的多相流的伽马射线截面成像装置,它由至少两组探头组成,每组探头包括一个伽马射线探测器阵列、放射源以及放射源屏蔽器。伽马射线探测器阵列设置在被测输油管的一侧,其法线与输油管的轴向垂直,放射源位于所述输油管的另一侧,所述放射源屏蔽器对放射源进行屏蔽。每组探头所包括的伽马射线探测器阵列确定多个探测区间,每个探测区间由伽马射线探测器阵列中的一个探测器来确定,每个探测区间都可获得伽马射线的平均吸收系数,同时获取不同探测区间的平均吸收系数可以得到多相流的瞬时截面图像。
所述伽马射线探测器阵列是由相应的准直器阵列、闪烁晶体阵列和光电倍增管阵列组成,其中闪烁晶体阵列和光电倍增管阵列也可是半导体射线探测器,或者是闪烁晶体加上位置灵敏的光电倍增管或半导体光电倍增管。所述伽马放射源是单一伽马能量的放射源。
所述伽马射线截面成像装置可由两组在同一截面上的探头组成,所述两组探头构成正交的空间结构以提高探测角度在所述输油管的截面上分布的均匀性,
所述伽马射线截面成像装置可由N组(N>=3)在同一截面上的探头组成,以提高有效探测区域在输油管的截面上的覆盖范围,每相邻两组探头的旋转角度为360°/N。
所述伽马射线截面成像装置可由N组(N>=3)探头组成,并且所述N组探头在轴向上相互错开,每相邻两组探头的旋转角度为360°/N,以使所述多组探头的有效探测区域相互避开。
沿输油管的轴向以一定间距设置两套所述伽马射线截面成像装置,可以通过对瞬时截面图像进行连续相关运算处理来获取多相流的流速信息。
将多相流的瞬时截面图像在时间上实时排列起来,可以得到多相流的截面影像。
该伽马射线截面成像装置还包括对所述瞬时截面图像进行处理的图像处理部分,当平均吸收系数接近多相流中的某一相时,对瞬时截面图像的像素进行单一相的量子化处理,在瞬时截面图像中的部分像素被量子化之后,重新计算各剩余像素的吸收系数的最佳值,经过多次量子化及求最佳值的处理,获取多相流的相分率,从而能够在单一伽马能量放射源的条件下获取多相流的相分率。
为了实现第二个目的,本发明提供了两种安装在输油管上的油气水多相流流量测量装置,两种测量装置都使用了本发明的伽马射线截面成像装置。
第一种油气水多相流测量装置包括在所述输油管的计量入口端和所述输油管的计量出口端之间依次安装的盲三通混合装置、上述伽马射线截面成像装置、差压式流量测量器件以及第一连接管段,在所述盲三通混合装置上安装有温度变送器和压力变送器,所述差压式流量测量器件设置有差压变送器,所述伽马射线截面成像装置对油气水多相流进行截面成像并进行图像处理,获取油气水三相的相分率αo、αg、αw,所述差压式流量测量器件和所述差压变送器通过测定总流量差压值ΔP而测得总流量率Q,所述温度变送器和所述压力变送器分别测量输油管内的温度和压力。
第二种测量装置可称为“互相关多相流量计”,它包括在所述输油管的计量入口端和所述输油管的计量出口端之间依次安装的盲三通混合装置、位于输油管的上游的伽马射线截面成像装置、第二连接管段、位于输油管的下游的伽马射线截面成像装置以及第三连接管段,在所述盲三通混合装置上安装有温度变送器和压力变送器,其特征在于:位于输油管上游的伽马射线截面成像装置和位于输油管下游的伽马射线截面成像装置对油气水多相流进行截面成像并进行图像处理,获取液相和气相的互相关时间tl、tg,含气率GVF以及液相中的含水率WC,所述温度变送器和所述压力变送器分别测量输油管内的温度和压力。
为了实现第三个目的,本发明提供了两种采用伽马射线截面成像装置测量油气水多相流流量测量方法,第一种方法包括下列步骤:
1)使输油管内的油气水多相流进入盲三通混合装置,盲三通混合装置将油气水多相流进行混合。
2)使流经盲三通混合装置的油气水多相流进入伽马射线截面成像装置,对介质进行成像并测量油气水各相的相分率αo,αg,αw。
3)利用相分率αo,αg,αw计算多相流的混合密度ρmix。
4)使流经伽马射线截面成像装置的油气水多相流进入差压式流量测量装置(如文丘里管),对油气水多相流的总流量差压值ΔP进行测定。
5)测量输油管的压力和油气水多相流的温度。
6)计算
计算油气水多相流的体积流量率,本文所指流量率均为体积流量率,以下简称流量率。
计算公式为:
总流量率:
气流量率:Qg=Q*αg
油流量率:Qo=Q*αo
水流量率:Qw=Q*αw
第二种互相关测量方法包括下列步骤:
1)根据上下游伽马射线截面成像装置的成像结果,测量得到含气率(GVF)和液相中的含水率(WC),并利用互相关方法测量得到液相和气相互相关时间:tl、tg;
2)计算液相流速Vl=L/tl;
3)计算气相流速Vg=L/tg;
4)计算液流量率Ql=Vl*S*(1-GVF);
5)计算气流量率Qg=Vg*S*GVF;
6)计算油流量率Qo=Ql*(1-WC);
7)计算水流量率Qw=Ql*WC;
其中L代表上下游伽马射线截面成像装置的距离,S代表油管的横截面积。
附图说明
图1是伽马射线截面成像装置的正交探头结构示意图。
图2是伽马射线截面成像装置的三探头结构示意图,上半部为侧视图,下半部为剖面图。
图3是伽马射线截面成像装置的轴向三层九探头结构示意图。
图4是本发明的使用伽马射线截面成像装置的油气水多相流流量测量装置的一个实施例的示意图。
图5是使用图4所示实施例的油气水多相流流量测量方法的流程图。
图6是本发明的使用伽马射线截面成像装置的油气水多相流流量测量装置的另一个实施例的示意图。
图7是使用图6所示实施例的油气水多相流流测量方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的实施例。
图1~3示出了本发明的伽马射线截面成像装置的不同实施例。
图1为伽马射线截面成像装置的正交探头结构示意图,该伽马射线截面成像装置由两组位于同一截面位置的探头正交组成,每组探头包括:一个伽马射线探测器阵列1、放射源2以及放射源屏蔽器3。探测器阵列1位于被测输油管4的一侧且其法线与输油管4轴向垂直。放射源2位于输油管4的另一侧,所述放射源屏蔽器3对放射源2进行屏蔽。所述伽马射线探测器阵列1由准直器阵列7、闪烁晶体阵列8和光电倍增管9阵列组成。如果输油管的截面图像由图像像素矩阵5组成,两组正交的N个探测器阵列有2N探测经迹,可以给出2N个衰减吸收方程式。
为了提高每个像素的多个测量角度在截面上360°度内分布的均匀性,本发明的伽马射线截面成像装置可以采用两组以上的探头组成。图2给出了伽马射线截面成像装置的三探头结构示意图,三组探头位于输油管4的同一截面,对于三组探头,每相邻两组探测器阵列的旋转角度为360°/3=120°度。如同一截面有N(N>=3)组探头,对于N组探头则每相邻两组探测器阵列的旋转角度为360°/N度。
图3是伽马射线截面成像装置的轴向三层九探头结构示意图,九组探头分布在三个截面上,每个截面有三组探头,在同一截面,每相邻两组探测器阵列1的旋转角度为360°/3=120°度,而且在轴向不同截面的探测器阵列都避开其它截面的探测器阵列的探测区间,以提高有效探测区域在输油管的截面上的覆盖范围。若将此九个探头投影到同一个平面,则每相邻两组探头的旋转角度为360°/9=40°度。
沿输油管的轴向以一定间距设置两套伽马射线截面成像装置,可以通过对瞬时截面图像进行连续相关运算处理来获取多相流的流速信息。
将多相流的瞬时截面图像在时间上实时排列起来,可以得到多相流的截面影像。
该伽马射线截面成像装置还包括对所述瞬时截面图像进行处理的图像处理部分,本装置示意图1~3中对图像处理部分未做标示。当平均吸收系数接近多相流中的某一相时,对瞬时截面图像的像素进行单一相的量子化处理,在瞬时截面图像中的部分像素被量子化之后,重新计算各剩余像素的吸收系数的最佳值,经过多次量子化及求最佳值的处理,获取多相流的相分率,从而能够在单一伽马能量放射源的条件下获取多相流的相分率。
图4示出了本发明的使用伽马射线截面成像装置的油气水多相流流量测量装置的一个实施例,图的上部是该实施例垂直安装示意图,图的下部是该实施例水平安装示意图。
标号30代表输油管计量入口端,31代表盲三通混合装置,32代表温度变送器,33代表压力变送器,35代表差压变送器,36代表差压式流量测量器件(如文丘里管),34代表本发明的伽马射线截面成像装置,37代表连接管段,38代表输油管计量出口端。
该实施例的油气水多相流测量装置是这样构成的:在输油管计量入口端30依次安装盲三通混合装置31,伽马射线截面成像装置34,差压式流量测量器件36,连接管段37,连接管段37的出口端接输油管计量出口端38,温度变送器32和压力变送器33安装在盲三通混合装置31上。
其测量过程,从输油管来的油气水多相流首先进入盲三通混合装置31,改变多相流流态并将其混合。伽马射线截面成像装置34对油气水多相流进行截面成像,进行图像处理,获取油气水三相的相分率αo、αg、αw,差压式流量测量器件36和差压变送器35通过测定总流量差压值ΔP而测得总流量率Q,温度变送器32和压力变送器33分别测量管内温度和压力;油气水多相流经过连接管段37进入输油管。
所有测定数据经计算机处理系统进行计算,然后输出油气水多相流的各相流量率等测量结果。
图5是使用图4所示实施例的油气水多相流流量测量方法的流程图。
其步骤为:
5-1调整改变原油气水多相流流型流态,并使其混合均匀(适用图4所示垂直安装实施例);
5-2用伽马射线截面成像装置测量油、气、水各相的相分率αo、αg、αw
5-3用相分率αo,αg,αw计算多相流的混合密度ρmix;
5-4用差压式流量测量器件(如文丘里管)测量混合均匀的油气水三相总流量差压值ΔP;
5-5测量管压力和油气水多相流的温度;
5-6对测量的数据通过计算系统进行计算,求得总流量率、油流量率、气流量率和水流量率;计算公式为:
总流量率:
油流量率:Qo=Q*αo
气流量率:Qg=Q*αg
水流量率:Qw=Q*αw
图6示出了本发明的使用伽马射线截面成像装置的油气水多相流流量测量装置的另一个实施例,图的上部是该实施例垂直安装示意图,图的下部该实施例水平安装示意图。
标号30代表输油管计量入口端,31代表盲三通混合装置,32代表温度变送器,33代表压力变送器,34代表上游伽马射线截面成像装置,37代表连接管段,38代表输油管计量出口端,39代表连接管段,40代表下游伽马射线截面成像装置。
该实施例的油气水多相流测量装置是这样构成的:在输油管计量入口端30依次安装盲三通混合装置31、上游伽马射线截面成像装置34、连接管段39、下游伽马射线截面成像装置40和连接管段37,连接管段37的出口端接输油管计量出口端38,温度变送器32和压力变送器33安装在盲三通混合装置31上。
其测量过程,从输油管来的油气水多相流首先进入盲三通混合装置31,改变多相流流态并将其混合。上游伽马射线截面成像装置34对油气水多相流进行截面成像,油气水多相流经过连接管段39和下游伽马射线截面成像装置40对油气水多相流进行截面成像,温度变送器32和压力变送器33分别测量管内温度和压力;油气水多相流经过连接管段37进入输油管。
对上下游伽马射线截面成像装置的截面成像进行图像处理和互相关测量,获取液相和气相的互相关时间tl、tg,含气率(GVF)以及液相中的含水率(WC),所有测定数据经计算机处理系统进行计算,然后输出油气水多相流的各相流量率等测量结果。
图7是使用图6所示实施例的油气水多相流流量测量方法的流程图,其步骤为:
7-1)根据上下游伽马射线截面成像装置的成像结果,测量得到含气率(GVF)和液相中的含水率(WC),并利用互相关方法测量得到液相和气相互相关时间:tl、tg;
7-2)计算液相流速Vl=L/tl;
7-3)计算气相流速Vg=L/tg;
7-4)计算液流量率Ql=Vl*S*(1-GVF);
7-5)计算气流量率Qg=Vg*S*GVF;
7-6)计算油流量率Qo=Ql*(1-WC);
7-7)计算水流量率Qw=Ql*WC;
其中L代表上下游伽马射线截面成像装置的距离,S代表油管的横截面积。
Claims (13)
1.一种用于输油管中的多相流的伽马射线截面成像装置,其特征在于:该伽马射线截面成像装置由至少两组探头组成,每组探头包括:一个伽马射线探测器阵列、放射源、放射源屏蔽器;所述探测器阵列位于被测输油管的一侧且其法线与输油管轴向垂直;所述放射源位于输油管的另一侧;所述放射源屏蔽器对所述放射源进行屏蔽;每组探头所包括的伽马射线探测器阵列确定多个探测区间,每个探测区间由伽马射线探测器阵列中的一个探测器来确定,每个探测区间都能够获得伽马射线的平均吸收系数,以同时获取不同探测区间的平均吸收系数,从而得到多相流的瞬时截面图像。
2.根据权利要求1所述的伽马射线截面成像装置,其特征在于:所述伽马射线探测器阵列由准直器阵列、闪烁晶体阵列和光电倍增管阵列组成。
3.根据权利要求2所述的伽马射线截面成像装置,其特征在于:所述闪烁晶体阵列和光电倍增管阵列能够被替换为半导体射线探测器,或者相应地被替换为闪烁晶体和位置灵敏的光电倍增管或半导体光电倍增管。
4.根据权利要求1所述的伽马射线截面成像装置,其特征在于:所述伽马射线截面成像装置由两组位于同一截面位置的探头正交组成。
5.根据权利要求1所述的伽马射线截面成像装置,其特征在于:所述伽马射线截面成像装置由N(N>=3)组位于同一截面位置的探头组成,每相邻两组探头的旋转角度为360°/N。
6.根据权利要求1所述的伽马射线截面成像装置,其特征在于:所述伽马射线截面成像装置由N(N>=3)组探头组成,每相邻两组探头的旋转角度为360°/N,并且所述N组探头在轴向上相互错开,以使所述N组探头的有效探测区域相互避开。
7.根据权利要求1-6中的任一项权利要求所述的伽马射线截面成像装置,其中,沿所述输油管的轴向以一定间距设置两套所述伽马射线截面成像装置,从而通过对瞬时截面图像进行连续相关运算处理来获取多相流的流速信息。
8.根据权利要求1-6中的任一项权利要求所述的伽马射线截面成像装置,其中,将多相流的瞬时截面图像在时间上实时排列起来,从而得到多相流的截面影像。
9.根据权利要求1-6中的任一项权利要求所述的伽马射线截面成像装置,该伽马射线截面成像装置还包括对所述瞬时截面图像进行处理的图像处理部分,当平均吸收系数接近多相流中的某一相时,对瞬时截面图像的像素进行单一相的量子化处理,在瞬时截面图像中的部分像素被量子化之后,重新计算各剩余像素的吸收系数的最佳值,经过多次量子化及求最佳值的处理,获取多相流的相分率,从而能够在单能放射源的条件下获取多相流的相分率。
10.一种采用权利要求1-9中的任一项权利要求所述的伽马射线截面成像装置对油气水多相流进行测量的油气水多相流测量装置,该油气水多相流测量装置包括在所述输油管的计量入口端和所述输油管的计量出口端之间依次安装的盲三通混合装置、所述伽马射线截面成像装置、差压式流量测量器件以及第一连接管段,在所述盲三通混合装置上安装有温度变送器和压力变送器,所述差压式流量测量器件设置有差压变送器,其特征在于:所述伽马射线截面成像装置对油气水多相流进行截面成像并进行图像处理,获取油气水三相的相分率αo、αg、αw,所述差压式流量测量器件和所述差压变送器通过测定总流量差压值ΔP而测得总流量率Q,所述温度变送器和所述压力变送器分别测量输油管内的温度和压力。
11.一种采用权利要求1-9中的任一项权利要求所述的伽马射线截面成像装置对油气水多相流进行测量的油气水多相流测量装置,该油气水多相流测量装置包括在所述输油管的计量入口端和所述输油管的计量出口端之间依次安装的盲三通混合装置(31)、位于输油管的上游的伽马射线截面成像装置、第二连接管段、位于输油管的下游的伽马射线截面成像装置以及第三连接管段,在所述盲三通混合装置上安装有温度变送器和压力变送器,其特征在于:位于输油管上游的伽马射线截面成像装置和位于输油管下游的伽马射线截面成像装置对油气水多相流进行截面成像并进行图像处理,获取液相和气相的互相关时间tl、tg,含气率GVF以及液相中的含水率WC,所述温度变送器和所述压力变送器分别测量输油管内的温度和压力。
12.一种使用权利要求10的油气水多相流量测量装置的油气水多相流量测量方法,包括以下步骤:
1)调整改变原油气水多相流流型流态,并使其混合均匀;
2)用所述伽马射线截面成像装置测量油、气、水各相的相分率αo、αg、αw
3)用相分率αo、αg、αw计算所述多相流的混合密度ρmix;
4)用差压式流量测量器件测量混合均匀的油气水三相总流量差压值ΔP;
5)测量输油管内的压力和油气水多相流的温度;
6)对测量的数据通过计算系统进行计算,求得总流量率、油流量率、气流量率、水流量率,计算公式为:
总流量率:
油流量率:Qo=Q*αo
气流量率:Qg=Q*αg
水流量率:Qw=Q*αw
13.一种使用权利要求11的油气水多相流量测量装置的油气水多相流量测量方法,包括以下步骤:
1)根据位于输油管上游和下游的伽马射线截面成像装置的成像结果,测量得到含气率GVF和液相中的含水率WC,并利用互相关方法测量得到液相和气相互相关时间:tl、tg;
2)计算液相流速Vl=L/tl;
3)计算气相流速Vg=L/tg;
4)计算液流量率Ql=Vl*S*(1-GVF);
5)计算气流量率Qg=Vg*S*GVF;
6)计算油流量率Qo=Ql*(1-WC);
7)计算水流量率Qw=Ql*WC;
其中L代表位于输油管上游的伽马射线截面成像装置和位于下游的伽马射线截面成像装置之间的距离,S代表输油管的横截面积。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011100267396A CN102087298A (zh) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | 伽马射线截面成像装置、多相流流量测量装置及测量方法 |
PCT/CN2011/000531 WO2012100385A1 (zh) | 2011-01-25 | 2011-03-28 | 伽马射线截面成像装置、多相流测量装置及测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2011100267396A CN102087298A (zh) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | 伽马射线截面成像装置、多相流流量测量装置及测量方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102087298A true CN102087298A (zh) | 2011-06-08 |
Family
ID=44099193
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2011100267396A Pending CN102087298A (zh) | 2011-01-25 | 2011-01-25 | 伽马射线截面成像装置、多相流流量测量装置及测量方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102087298A (zh) |
WO (1) | WO2012100385A1 (zh) |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102661913A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-09-12 | 中国石油大学(北京) | 伽马射线技术快速测量旋风分离器浓度场的装置和图像重构方法 |
CN102749104A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-10-24 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种精确测量气液两相混合流体中气相流量和液相流量的方法 |
CN102967723A (zh) * | 2012-11-21 | 2013-03-13 | 合肥创源车辆控制技术有限公司 | 一种动态物体的速度测量系统 |
CN103090917A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-05-08 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种基于弧形管的多相流流量计量装置及计量方法 |
WO2013102312A1 (zh) * | 2012-01-06 | 2013-07-11 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种蒸汽流量计量装置及计量方法 |
CN103292849A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-09-11 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种在线测量水平管中湿气的气相流量和液相流量的装置及方法 |
CN103399025A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-20 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种在线测量多相流中质量含砂率的方法和装置 |
WO2014015802A1 (zh) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | 兰州海默科技股份有限公司 | 湿气流量测量方法及其装置 |
CN104596591A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-05-06 | 丹东丹联仪表检测技术研究有限公司 | 一种三相流体检测仪及三相流体的各自流量检测方法 |
CN104781639A (zh) * | 2012-11-15 | 2015-07-15 | 通用电气公司 | 多相超声管道流量计 |
CN109443466A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-08 | 无锡洋湃科技有限公司 | 全截面测量多相流中气、液、固质量流量计量装置及方法 |
CN109489752A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-19 | 无锡洋湃科技有限公司 | 一种基于射线符合测量的多相流量质量计量装置 |
CN109507715A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-22 | 无锡洋湃科技有限公司 | 基于射线符合测量的多相流全截面相分率测量装置及方法 |
CN115790758A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-03-14 | 海默新宸水下技术(上海)有限公司 | 基于温度补偿的伽马传感器计数矫正方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993024811A1 (en) * | 1992-05-22 | 1993-12-09 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and apparatus for the measurement of the mass flowrates of fluid components in a multiphase slug flow |
CN1182873A (zh) * | 1996-11-19 | 1998-05-27 | 窦剑文 | 油气水三相流量测量装置及测量方法 |
CN2349553Y (zh) * | 1998-07-28 | 1999-11-17 | 窦剑文 | 气液多相流流量测量装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE496648C (de) * | 1927-07-02 | 1930-04-25 | Georg Knoth Dr Ing | Verfahren zur Gewinnung von wasserdampffluechtigen Alkaloiden |
DE4120295A1 (de) * | 1991-06-17 | 1992-12-24 | Zentralinstitut Fuer Kernforsc | Vorrichtung zur dichtemessung einer ein- oder mehrphasenstroemung mittels gammastrahl-absorption |
GB9305857D0 (en) * | 1993-03-20 | 1993-05-05 | Atomic Energy Authority Uk | Multiphase flow monitor |
DE10352380A1 (de) * | 2003-11-10 | 2005-06-16 | Siemens Ag | Verfahren zur Erzeugung von CT-Bildern von einem zyklisch bewegten Untersuchungsobjekt |
CN101261236A (zh) * | 2008-05-06 | 2008-09-10 | 罗平安 | 原油中含气率和含水率的双能γ射线测量方法 |
CN201352205Y (zh) * | 2009-01-13 | 2009-11-25 | 罗平安 | 油气田中多相流指标的伪双能χ射线测量装置 |
-
2011
- 2011-01-25 CN CN2011100267396A patent/CN102087298A/zh active Pending
- 2011-03-28 WO PCT/CN2011/000531 patent/WO2012100385A1/zh active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993024811A1 (en) * | 1992-05-22 | 1993-12-09 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Method and apparatus for the measurement of the mass flowrates of fluid components in a multiphase slug flow |
CN1182873A (zh) * | 1996-11-19 | 1998-05-27 | 窦剑文 | 油气水三相流量测量装置及测量方法 |
CN2349553Y (zh) * | 1998-07-28 | 1999-11-17 | 窦剑文 | 气液多相流流量测量装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》 20090415 马敏 基于gamma射线的多相管流检测技术研究 正文第21页至第40页、第81页、第85页至第98页,图3-3至图3-10、图6-6、图7-10 1-6,8-9 , 第04(2009年)期 * |
《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》 20090415 马敏 基于gamma射线的多相管流检测技术研究 正文第21页至第40页、第81页、第85页至第98页,图3-3至图3-10、图6-6、图7-10 7,10-13 , 第04(2009年)期 * |
Cited By (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013102312A1 (zh) * | 2012-01-06 | 2013-07-11 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种蒸汽流量计量装置及计量方法 |
EP2801797A4 (en) * | 2012-01-06 | 2015-10-28 | Lanzhou Haimo Technologies Co Ltd | DEVICE FOR MEASURING VAPOR FLOW AND METHOD OF MEASURING THE SAME |
CN102661913A (zh) * | 2012-05-11 | 2012-09-12 | 中国石油大学(北京) | 伽马射线技术快速测量旋风分离器浓度场的装置和图像重构方法 |
US10077997B2 (en) | 2012-07-24 | 2018-09-18 | Haimo Technologies Group Corp. | Wet gas flow measuring method and apparatus |
CN102749104B (zh) * | 2012-07-24 | 2014-09-24 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种精确测量气液两相混合流体中气相流量和液相流量的方法 |
CN102749104A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-10-24 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种精确测量气液两相混合流体中气相流量和液相流量的方法 |
WO2014015770A1 (zh) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种精确测量气液两相混合流体中气相流量和液相流量的方法 |
WO2014015802A1 (zh) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | 兰州海默科技股份有限公司 | 湿气流量测量方法及其装置 |
CN104781639B (zh) * | 2012-11-15 | 2018-08-14 | 通用电气公司 | 多相超声管道流量计 |
CN104781639A (zh) * | 2012-11-15 | 2015-07-15 | 通用电气公司 | 多相超声管道流量计 |
CN102967723A (zh) * | 2012-11-21 | 2013-03-13 | 合肥创源车辆控制技术有限公司 | 一种动态物体的速度测量系统 |
CN102967723B (zh) * | 2012-11-21 | 2014-09-24 | 合肥创源车辆控制技术有限公司 | 一种动态物体的速度测量系统 |
CN103090917A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-05-08 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种基于弧形管的多相流流量计量装置及计量方法 |
US20160011033A1 (en) * | 2013-01-07 | 2016-01-14 | Lanzhou Haimo Technologies Co., Ltd. | Multiphase fluid flowrate metering device and metering method based on arc shaped pipe |
WO2014106457A1 (zh) * | 2013-01-07 | 2014-07-10 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种基于弧形管的多相流流量计量装置及计量方法 |
CN103090917B (zh) * | 2013-01-07 | 2015-12-23 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种基于弧形管的多相流流量计量装置及计量方法 |
CN103292849A (zh) * | 2013-03-25 | 2013-09-11 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种在线测量水平管中湿气的气相流量和液相流量的装置及方法 |
CN103292849B (zh) * | 2013-03-25 | 2015-12-23 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种在线测量水平管中湿气的气相流量和液相流量的装置及方法 |
WO2014194729A1 (zh) * | 2013-03-25 | 2014-12-11 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种在线测量水平管中湿气的气相流量和液相流量的装置及方法 |
CN103399025B (zh) * | 2013-07-24 | 2015-09-30 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种在线测量含砂多相流中质量含砂率的方法 |
CN103399025A (zh) * | 2013-07-24 | 2013-11-20 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种在线测量多相流中质量含砂率的方法和装置 |
CN104596591A (zh) * | 2015-01-16 | 2015-05-06 | 丹东丹联仪表检测技术研究有限公司 | 一种三相流体检测仪及三相流体的各自流量检测方法 |
CN109489752A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-19 | 无锡洋湃科技有限公司 | 一种基于射线符合测量的多相流量质量计量装置 |
CN109443466A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-08 | 无锡洋湃科技有限公司 | 全截面测量多相流中气、液、固质量流量计量装置及方法 |
CN109507715A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-22 | 无锡洋湃科技有限公司 | 基于射线符合测量的多相流全截面相分率测量装置及方法 |
WO2020133767A1 (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | 无锡洋湃科技有限公司 | 基于射线符合测量的多相流全截面相分率测量装置及方法 |
WO2020133769A1 (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | 无锡洋湃科技有限公司 | 全截面测量多相流中气、液、固质量流量计量装置及方法 |
WO2020133768A1 (zh) * | 2018-12-29 | 2020-07-02 | 无锡洋湃科技有限公司 | 一种基于射线符合测量的多相流量质量计量装置 |
US20210325220A1 (en) * | 2018-12-29 | 2021-10-21 | Sea Pioneers Technologies Co., Ltd. | Device for measuring mass flow rate of multiphase flow based on ray coincidence measurement |
CN109507715B (zh) * | 2018-12-29 | 2023-11-24 | 无锡洋湃科技有限公司 | 基于射线符合测量的多相流全截面相分率测量装置及方法 |
CN115790758A (zh) * | 2023-02-03 | 2023-03-14 | 海默新宸水下技术(上海)有限公司 | 基于温度补偿的伽马传感器计数矫正方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012100385A1 (zh) | 2012-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102087298A (zh) | 伽马射线截面成像装置、多相流流量测量装置及测量方法 | |
CN202093040U (zh) | 伽马射线截面成像装置、多相流流量测量装置 | |
CN103759772B (zh) | 一种全量程计量稠油中油气水三相流量的装置和方法 | |
RU2542587C2 (ru) | Многофазный расходомер и способ измерения пленки жидкости | |
CN102435245B (zh) | 一种蒸汽流量计量装置及计量方法 | |
CN100437046C (zh) | 基于截面测量的气液两相流测量方法及装置 | |
US8718230B2 (en) | Method and system for determining the constituent content of a multiphase fluid | |
US20120114097A1 (en) | Apparatus and method for measuring multi-phase fluid flow | |
US20210325224A1 (en) | Device and method for total cross-section measurement of mass flow rate of gas, liquid and solid in multiphase flow | |
CN203881381U (zh) | 一种全量程在线测量油、水、气三相流量的一体化装置 | |
CN103697950B (zh) | 一种在线测量非常规天然气中油、气、水三相流量的方法和装置 | |
CN105890689B (zh) | 一种测量湿气中气油水三相质量流量的测量装置及测量方法 | |
CN101802568A (zh) | 使用差压测量气-液混合物中的层状液体流或环形液体流的特性 | |
CN1065958C (zh) | 油气水三相流量测量装置及测量方法 | |
Hamad et al. | Evaluation of hot-film, dual optical and Pitot tube probes for liquid–liquid two-phase flow measurements | |
CN102565844B (zh) | 多相流的正电子断层成像装置及方法 | |
US20210325220A1 (en) | Device for measuring mass flow rate of multiphase flow based on ray coincidence measurement | |
CN209166558U (zh) | 全截面测量多相流中气、液、固质量流量计量装置 | |
WO2017206199A1 (zh) | 一种测量湿气中气油水三相质量流量的测量装置及测量方法 | |
CN205785377U (zh) | 一种测量湿气中气油水三相质量流量的测量装置 | |
CN203572524U (zh) | 一种在线测量非常规天然气中油、气、水三相流量的装置 | |
CN202092697U (zh) | 多相流的正电子断层成像装置 | |
Chazal et al. | Enhancements in Fraction Measurements and Flow Modeling for Multiphase Flowmeters | |
Al-Taweel et al. | Field Testing of Multiphase Meters | |
CN202471152U (zh) | 一种蒸汽流量计量装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110608 |