CN110424943A - 油、气、水微流量测量装置与测量方法 - Google Patents
油、气、水微流量测量装置与测量方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种油、气、水微流量测量装置与测量方法,其涉及油水两相流微流量测量领域,包括:光源产生单元,其包括:磨砂面板,灯源,基准块;设置在磨砂面板正面的测量玻璃管,包括:管体,其具有相连接的第一直管段、第二直管段、第三直管段和第四直管段,第三直管段中设置有三通接头,第一直管段中设置有浮子;摄像机,用于对光源产生单元和测量玻璃管进行拍摄以获取测量玻璃管中输入油、气、水混合液后随时间的变化图像;数据处理装置,其对图像进行处理,以获取测量玻璃管中油、气、水在不同时间下的体积。本申请能够通过机器视觉在高自动化程度、高计量精度、高计量频率下对油、气、水三相组分进行测量。
Description
技术领域
本发明涉及油水两相流微流量测量领域,特别涉及一种油、气、水微流量测量装置与测量方法。
背景技术
在油田开发前期,室内物理模拟驱油实验对于确定石油开采方法起到了至关重要的作用。室内物理模拟驱油实验过程中需要实时记录产出液中油、气、水各个组分随时间的变化情况。目前实验过程中大多数采用人工手动计量的方式,即用浮子流量计测量气体流量,用试管测量油水两相流量。工作人员利用秒表记录时间,通过人眼判断油水界面,分别计算试管中油柱高度和水柱高度。通常,进行一次室内物理模拟驱油实验需要数个小时至数十小时,采用人工手动计量的方式会造成工作人员劳动强度高,计量误差大,计量频率低等问题。
为了降低工作人员劳动强度,提高计量精度,实现油、气、水三相组分的自动化测量,中国专利CN00205862.6中公开了一种高精度全自动油气水三相流量计,其首先利用三相分离器将产出液分离为气、油、水三相,再分别利用三台蠕动泵计量各相流量。在上述方法中,需要对三相组分分别进行压力检测,系统结构复杂,而且待各相组分压力达到一定阈值,蠕动泵才会开启工作,因此,流量与时间的曲线与真实值存在一定的偏差。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种油、气、水微流量测量装置与测量方法,其能够通过机器视觉在高自动化程度、高计量精度、高计量频率下对油、气、水三相组分进行测量。
本发明实施例的具体技术方案是:
一种油、气、水微流量测量装置,所述油、气、水微流量测量装置包括:
光源产生单元,其包括:磨砂面板,设置在磨砂面板背面的多个灯源,设置在所述磨砂面板正面的基准块,所述基准块具有预设面积;
设置在所述磨砂面板正面的测量玻璃管,所述测量玻璃管包括:沿竖直方向来回蜿蜒排布的管体,所述管体具有依次相连接的第一直管段、第二直管段、第三直管段和第四直管段,所述第三直管段中设置有三通接头,所述三通接头的其中一端用于输入实验中产生的油、气、水混合液,所述第一直管段中设置有浮子;
摄像机,所述摄像机用于对所述光源产生单元和所述测量玻璃管进行拍摄以获取所述测量玻璃管中输入油、气、水混合液后随时间的变化图像;
数据处理装置,所述数据处理装置对所述摄像机拍摄的图像进行处理,以获取所述测量玻璃管中油、气、水在不同时间下的体积。
优选地,所述油、气、水微流量测量装置还包括:不透光箱体,所述不透光箱体的一面能够打开,所述光源产生单元、所述测量玻璃管固定安装在能够打开的一面上,所述摄像机位于所述不透光箱体内,所述摄像机的镜头位于所述磨砂面板中心的垂线上。
优选地,所述浮子能在所述第一直管段中起密封作用,所述浮子在压差的作用下能移动到压力平衡位置。
优选地,所述磨砂面板呈白色;灯源采用输出白色灯光的灯源。
优选地,所述基准块为正方形,其边长为L,所述基准块的预设面积为L2;所述基准块的颜色与所述磨砂面板颜色、所述灯源产生灯光的颜色具有差异;所述管体的内径均匀。
一种采用如上述中所述的油、气、水微流量测量装置的油、气、水微流量测量方法,所述油、气、水微流量测量方法包括以下步骤:
将浮子移动至第一直管段的底部;
将室内物理模拟驱油实验中产生的油、气、水三相混合液通过三通接头输入至测量玻璃管的第三直管段中,油、气、水三相混合液在所述第三直管段中开始分离;
通过摄像机获取在t时间下所述测量玻璃管的图像;
通过数据处理装置,根据所述基准块的颜色、色差阈值在图像中分离出所述基准块区域,并计算得到基准块区域像素面积;
通过数据处理装置对图像进行灰度化处理,对灰度化处理后的图像进行二值化处理,将灰度化处理结果中灰度级数大于指定阈值的像素点的灰度值设为255,其余像素点设为0,以获得清晰的油气分界线、油水分界线、浮子;
通过所述数据处理装置将具有清晰的油气分界线、油水分界线、浮子的图像分离出水柱区域、油柱区域和浮子区域;
基于所述基准块区域、所述水柱区域、所述油柱区域和所述浮子区域计算得到基准块区域像素面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离;
根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积。
优选地,所述基准块为正方形,其边长为L,所述基准块的预设面积为L2;所述管体的内径均匀;
在根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积的步骤中,根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、水柱区域像素面积计算得到在t时间下水的体积,其具体的计算公式如下:
其中,Qw表示水的体积,W表示水柱区域像素面积,B表示所述基准块区域像素面积,D表示管体的内径。
优选地,在根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积的步骤中,根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、油柱区域像素面积计算得到在t时间下油的体积,其具体的计算公式如下:
其中,QO表示油的体积,O表示油柱区域像素面积,B表示所述基准块区域像素面积,D表示管体的内径。
优选地,在根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积的步骤中,根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下气体的体积,其具体的计算公式如下:
其中,QG表示气体的体积,M表示浮子区域的中心位置与其起点位置的距离,D表示管体的内径。
本发明的技术方案具有以下显著有益效果:
由于在本申请中采用了摄像机可以随时或不间断的记录下测量玻璃管中输入的油、气、水的状态,因此,通过数据处理装置可以不间断的计算得到不同时间下油、气、水的体积。由于一次室内物理模拟驱油实验需要数个小时至数十小时,采用本申请中的装置避免了人工手动计量的方式造成的工作人员劳动强度高,计量误差大,计量频率低等问题,大大提高了油、气、水微流量下测量的自动化水平、测量精度,同时也降低了工作人员劳动强度。
参照后文的说明和附图,详细公开了本发明的特定实施方式,指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解,本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内,本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的,而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外,图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的,用于帮助对本发明的理解,并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下,可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本发明实施例中油、气、水微流量测量装置的结构示意图;
图2为本发明实施例中测量玻璃管的结构示意图;
图3为本发明实施例中油、气、水微流量测量方法的步骤流程图。
以上附图的附图标记:
1、磨砂面板;2、灯源;3、测量玻璃管;31、管体;311、第一直管段;312、第二直管段;313、第三直管段;314、第四直管段;32、三通接头;33、浮子;4、基准块;5、不透光箱体;6、摄像机;7、数据处理装置;8、触摸屏。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述,能够更加清楚地了解本发明的细节。但是,在此描述的本发明的具体实施方式,仅用于解释本发明的目的,而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下,技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形,这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了能够通过机器视觉在高自动化程度、高计量精度、高计量频率下对油、气、水三相组分进行测量,在本申请中提出了一种油、气、水微流量测量装置,图1为本发明实施例中油、气、水微流量测量装置的结构示意图,图2为本发明实施例中测量玻璃管的结构示意图,如图1和图2所示,该油、气、水微流量测量装置可以包括:光源产生单元,其包括:磨砂面板1,设置在磨砂面板1背面的多个灯源2,设置在磨砂面板1正面的基准块4,基准块4具有预设面积;设置在磨砂面板1正面的测量玻璃管3,测量玻璃管3包括:沿竖直方向来回蜿蜒排布的管体31,管体31具有依次相连接的第一直管段311、第二直管段312、第三直管段313和第四直管段314,第三直管段313中设置有三通接头32,三通接头32的其中一端用于输入实验中产生的油、气、水混合液,第一直管段311中设置有浮子33;摄像机6,摄像机6用于对光源产生单元和测量玻璃管3进行拍摄以获取测量玻璃管3中输入油、气、水混合液后随时间的变化图像;数据处理装置7,数据处理装置7对摄像机6拍摄的图像进行处理,以获取测量玻璃管3中油、气、水在不同时间下的体积。
本申请中的油、气、水微流量测量装置通过将实验中产生的油、气、水混合液自三通接头32输入至测量玻璃管3中,油、气、水在测量玻璃管3中进行分离,气体在第三直管段313向上进入第二直管段312,从而使得第一直管段311中的浮子33移动,而油、水则在第三直管段313中向下进入第四直管段314。由于测量玻璃管3设置在具有灯源2的磨砂面板1上,通过摄像机6可以清楚的拍摄到测量玻璃管3中浮子33的位置、油水的区域以及磨砂面板1正面的基准块4,由于基准块4的面积和测量玻璃管3的内径是已知的,通过数据处理装置7可以对摄像机6拍摄的图像进行处理,以获取测量玻璃管3中油、气、水在不同时间下的体积。
由于在本申请中采用了摄像机6可以随时或不间断的记录下测量玻璃管3中输入的油、气、水的状态,因此,通过数据处理装置7可以不间断的计算得到不同时间下油、气、水的体积。由于一次室内物理模拟驱油实验需要数个小时至数十小时,采用本申请中的装置避免了人工手动计量的方式造成的工作人员劳动强度高,计量误差大,计量频率低等问题,大大提高了油、气、水微流量下测量的自动化水平、测量精度,同时也降低了工作人员劳动强度。
为了更好的了解本申请中的油、气、水微流量测量装置,下面将对其做进一步解释和说明。如图1所示,光源产生单元可以包括:磨砂面板1,设置在磨砂面板1背面的多个灯源2。磨砂面板1采用大致呈白色的磨砂面板1,同时,灯源2可以均匀布置在磨砂面板1背面,同样的,灯源2也可以采用输出大致呈白色灯光的灯源2,如此,当灯源2照射在白色的磨砂面板1上时,透过磨砂面板1的光是均匀的,且磨砂面板1呈不反光、不泛光的白色,摄像机6在拍摄磨砂面板1以及带有油、气、水混合液的测量玻璃管3时,能够清楚的拍摄到测量玻璃管3中分离开的油、气、水,同时便于数据处理装置7对图像进行处理以正确且精确的获取浮子33的位置、油和水各自的区域范围,以便准确的计算得到测量玻璃管3中油、气、水在不同时间下的体积。
如图1所示,在磨砂面板1的正面不影响测量玻璃管3被摄像机6拍摄的位置可以设置有基准块4,该基准块4可以包括一块颜色与磨砂面板1颜色具有较大差异的贴纸,贴纸可以采用单一颜色。在一种可行的实施方式中,基准块4可以为正方形,其边长为L,基准块4的预设面积为L2,由于基准块4的边长是已知的,因此后期数据处理装置7可以根据基准块4的预设面积,进而换算得到测量玻璃管3中油、气、水的体积。
如图1所示,测量玻璃管3设置在磨砂面板1正面,其可以通过固定支架固定在磨砂面板1正面。测量玻璃管3可以包括:沿竖直方向来回蜿蜒排布的管体31,管体31的两端为敞口的,管体31具有依次相连接的第一直管段311、第二直管段312、第三直管段313和第四直管段314,第三直管段313中设置有三通接头32。测量玻璃管3采用高度透明的玻璃制成。为了便于后期数据处理装置7获取测量玻璃管3中油、气、水的体积,测量玻璃管3内管体31的内径尽可能为均匀的统一内径,可以记为D。
如图2所示,三通接头32的其中一端用于输入实验中产生的油、气、水混合液,该端呈水平方向。三通接头32的另外两端在竖直方向上分别连接在第三直管段313中,如此,油、气、水混合液自三通接头32输入后,气体在第三直管段313中能够向上流动,而油、水混合液则在第三直管段313中向下流动,实现气体与液体的分离。在一定时间后,油、水混合液也在第三直管段313和第四直管段314中由于密度的差异实现油与水的分层,分层后,油层与水层呈现不同的颜色,通过摄像机6拍摄的图像中能够清楚分辨出来。
如图2所示,在测量玻璃管3中设置有浮子33,该浮子33用于计量气体的体积。浮子33能在第一直管段311中起密封作用,浮子33与第一直管段311内壁之间的摩擦力极小,因此,浮子33在上下两端气体压差的作用下能移动到压力平衡位置。当三通接头32中输入的气体流入第三直管段313中的上部后,由于第一直管段311与第三直管段313连通,三通接头32中输入多少气体,在第一直管段311中的浮子33便会向上移动一定的距离,第一直管段311中浮子33移动距离的体积便等于输入气体的体积。在优选的实施方式中,在开始阶段,浮子33位于第一直管段311中的底部,如此可以避免浮子33在重力的作用下向下滑动。当后期向测量玻璃管3输入气体后则可以在第一直管段311向上移动。
如图1所示,摄像机6用于对光源产生单元和测量玻璃管3进行拍摄以获取测量玻璃管3中输入油、气、水混合液后随时间的变化图像。摄像机6可以位于磨砂面板1中心的垂线上,如此拍摄到的图像可以正确的反应测量玻璃管3的左右宽度和上下宽度,避免因角度问题而导致的比例失衡等,这样在后期数据处理装置7计算获取的测量玻璃管3中油、气、水在不同时间下的体积更为精准。
数据处理装置7为计算处理器,其可以运行程序以对摄像机6拍摄的图像进行处理,以获取测量玻璃管3中油、气、水在不同时间下的体积。例如,数据处理装置7可以由主板、CPU、内存、硬盘等部件构成,可以通过USB端口等连接摄像机6,数据处理装置7也可以具有触摸屏8,操作人员通过触摸屏8从而对数据处理装置7进行控制。
在一种优选的实施方式中,如图1所示,油、气、水微流量测量装置可以包括:不透光箱体5,该不透光箱体5的一面能够打开,光源产生单元、测量玻璃管3固定安装在能够打开的一面上,摄像机6位于不透光箱体5内。不透光箱体5能够打开的一面可以通过合页与不透光箱体5相连接,当打开时,可以对不透光箱体5内设置的光源产生单元、测量玻璃管3、摄像机6等进行调整。不透光箱体5可以避免在摄像机6进行拍摄时,外界的灯光和背景对摄像机6造成干扰,导致摄像机6获取的图像存在背景杂色、反光等等问题而不便于后期数据处理装置7对图像的处理。数据处理装置7可以设置在不透光箱体5内部或外部均可。
在本申请中提出了一种油、气、水微流量测量方法,图3为本发明实施例中油、气、水微流量测量方法的步骤流程图,如图3所示,该油、气、水微流量测量方法可以包括以下步骤:
S101:将浮子33移动至第一直管段311的底部。在室内物理模拟驱油实验前先将测量玻璃管3中的浮子33移动至第一直管段311的底部,以保证测量气体的精确程度。开启磨砂面板1背面的多个灯源2。室内物理模拟驱油实验中产生的油、气、水三相混合液的出口通过管线与测量玻璃管3的第三直管段313中的三通接头32相连接。当使用不透光箱体5时,则将不透光箱体5的能够打开的一面关闭,以保证外部光线无法进入箱体内。
S102:待准备工作完成之后,进行室内物理模拟驱油实验,将室内物理模拟驱油实验中产生的油、气、水三相混合液通过三通接头32输入至测量玻璃管3的第三直管段313中,油、气、水三相混合液在第三直管段313中开始分离。通接头中输入的气体流入第三直管段313中的上部,第一直管段311中的浮子33便会向上缓慢移动。油、水混合液则在第三直管段313中向下流动,实现气体与液体的分离。在一定时间后,油、水混合液也在第三直管段313和第四直管段314中由于密度的差异实现油与水的分层。与此同时,可以开启摄像机6以及数据处理装置7等,进而开始对测量玻璃管3进行拍摄和数据处理。
S103:通过摄像机获取在t时间下测量玻璃管的图像。在本步骤中,通过可以设定任意时间t下摄像机获取测量玻璃管的图像,也可以每隔一段时间获取测量玻璃管的图像,还可以一直不停的获取测量玻璃管的图像。
S104:通过数据处理装置,根据所述基准块的颜色、色差阈值,在图像中分离出基准块区域,并计算基准块区域像素面积。
摄像机将获取的图像发送至数据处理装置,数据处理装置对摄像机获取的图像进行处理,根据预设的基准块的颜色、色差阈值在图像中分离出基准块区域,并计算得到基准块区域像素面积。
S105:通过数据处理装置对图像进行灰度化处理,对灰度化处理后的图像进行二值化处理。
在本步骤中,数据处理装置对摄像机获取的图像进行灰度话处理,从而将彩色图像转化成为灰度图像。通过数据处理装置对灰度化处理后的图像进行二值化处理,即将灰度化处理后的图像上灰度级数大于指定阈值的像素点的灰度值设为255,其余像素点设为0,以获得清晰的油气分界线、油水分界线、浮子。通过对图像的二值化处理使图像中数据量大为减少,同时最重要的是凸显出图像中目标的轮廓,以便后期对图像中内容的识别。
S106:通过数据处理装置将具有清晰的油气分界线、油水分界线、浮子的图像分离出水柱区域、油柱区域和浮子区域。
由于对图像二值化处理,油水分界线、浮子轮廓清晰可见。数据处理装置能够根据图像中目标的连通黑色区域进行识别,对轮廓进行识别,从而分离出水柱区域、油柱区域和浮子区域。
S107:基于基准块区域、水柱区域、油柱区域和浮子区域计算得到同一图像中基准块区域像素面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离。
S108:根据基准块区域像素面积、基准块的预设面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积。
在本步骤中可以包括以下步骤:根据基准块区域像素面积、基准块的预设面积、水柱区域像素面积计算得到在t时间下水的体积,其具体的计算公式如下:
其中,Qw表示水的体积,W表示水柱区域像素面积,B表示基准块区域像素面积,D表示管体的内径。
根据基准块区域像素面积、基准块的预设面积、油柱区域像素面积计算得到在t时间下油的体积,其具体的计算公式如下:
其中,QO表示油的体积,O表示油柱区域像素面积,B表示基准块区域像素面积,D表示管体的内径。
根据基准块区域像素面积、基准块的预设面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下气体的体积,其具体的计算公式如下:
其中,QG表示气体的体积,M表示浮子区域的中心位置与其起点位置的距离,D表示管体的内径。
通过上述步骤可以计算得到在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积,随后可以将计算出的在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积在触摸屏8等显示器上显示出来,也可以将上述数据存储在存储器中。随着室内物理模拟驱油实验的不断进行,便可以得到在不同时间下的水的体积、油的体积和气体的体积,进而可以看出油气水三相流体体积随时间变化规律,与常规方法相比,本申请具有计量精度高、计量频率高、自动化程度高的优点。
披露的所有文章和参考资料,包括专利申请和出版物,出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”,旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地,单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种油、气、水微流量测量装置,其特征在于,所述油、气、水微流量测量装置包括:
光源产生单元,其包括:磨砂面板,设置在磨砂面板背面的多个灯源,设置在所述磨砂面板正面的基准块,所述基准块具有预设面积;
设置在所述磨砂面板正面的测量玻璃管,所述测量玻璃管包括:沿竖直方向来回蜿蜒排布的管体,所述管体具有依次相连接的第一直管段、第二直管段、第三直管段和第四直管段,所述第三直管段中设置有三通接头,所述三通接头的其中一端用于输入实验中产生的油、气、水混合液,所述第一直管段中设置有浮子;
摄像机,所述摄像机用于对所述光源产生单元和所述测量玻璃管进行拍摄以获取所述测量玻璃管中输入油、气、水混合液后随时间的变化图像;
数据处理装置,所述数据处理装置对所述摄像机拍摄的图像进行处理,以获取所述测量玻璃管中油、气、水在不同时间下的体积。
2.根据权利要求1所述的油、气、水微流量测量装置,其特征在于,所述油、气、水微流量测量装置还包括:不透光箱体,所述不透光箱体的一面能够打开,所述光源产生单元、所述测量玻璃管固定安装在能够打开的一面上,所述摄像机位于所述不透光箱体内,所述摄像机的镜头位于所述磨砂面板中心的垂线上。
3.根据权利要求1所述的油、气、水微流量测量装置,其特征在于,所述浮子能在所述第一直管段中起密封作用,所述浮子在压差的作用下能移动到压力平衡位置。
4.根据权利要求1所述的油、气、水微流量测量装置,其特征在于,所述磨砂面板呈白色;灯源采用输出白色灯光的灯源。
5.根据权利要求1所述的油、气、水微流量测量装置,其特征在于,所述基准块为正方形,其边长为L,所述基准块的预设面积为L2;所述基准块的颜色与所述磨砂面板颜色、所述灯源产生灯光的颜色具有差异;所述管体的内径均匀。
6.一种采用如权利要求1中所述的油、气、水微流量测量装置的油、气、水微流量测量方法,其特征在于,所述油、气、水微流量测量方法包括以下步骤:
将浮子移动至第一直管段的底部;
将室内物理模拟驱油实验中产生的油、气、水三相混合液通过三通接头输入至测量玻璃管的第三直管段中,油、气、水三相混合液在所述第三直管段中开始分离;
通过摄像机获取在t时间下所述测量玻璃管的图像;
通过数据处理装置,根据所述基准块的颜色、色差阈值在图像中分离出所述基准块区域,并计算得到基准块区域像素面积;
通过数据处理装置对图像进行灰度化处理,对灰度化处理后的图像进行二值化处理,将灰度化处理结果中灰度级数大于指定阈值的像素点的灰度值设为255,其余像素点设为0,以获得清晰的油气分界线、油水分界线、浮子;
通过所述数据处理装置将具有清晰的油气分界线、油水分界线、浮子的图像分离出水柱区域、油柱区域和浮子区域;
基于所述基准块区域、所述水柱区域、所述油柱区域和所述浮子区域计算得到基准块区域像素面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离;
根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积。
7.根据权利要求6所述的油、气、水微流量测量方法,其特征在于,所述基准块为正方形,其边长为L,所述基准块的预设面积为L2;所述管体的内径均匀;
在根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积的步骤中,根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、水柱区域像素面积计算得到在t时间下水的体积,其具体的计算公式如下:
其中,QW表示水的体积,W表示水柱区域像素面积,B表示所述基准块区域像素面积,D表示管体的内径。
8.根据权利要求7所述的油、气、水微流量测量方法,其特征在于,在根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积的步骤中,根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、油柱区域像素面积计算得到在t时间下油的体积,其具体的计算公式如下:
其中,QO表示油的体积,O表示油柱区域像素面积,B表示所述基准块区域像素面积,D表示管体的内径。
9.根据权利要求7或8所述的油、气、水微流量测量方法,其特征在于,在根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、水柱区域像素面积、油柱区域像素面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下水的体积、油的体积和气体的体积的步骤中,根据所述基准块区域像素面积、所述基准块的预设面积、浮子区域的中心位置与其起点位置的距离计算得到在t时间下气体的体积,其具体的计算公式如下:
其中,QG表示气体的体积,M表示浮子区域的中心位置与其起点位置的距离,D表示管体的内径。
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