RU108606U1 - Устройство для одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси - Google Patents
Устройство для одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси Download PDFInfo
- Publication number
- RU108606U1 RU108606U1 RU2011119012/28U RU2011119012U RU108606U1 RU 108606 U1 RU108606 U1 RU 108606U1 RU 2011119012/28 U RU2011119012/28 U RU 2011119012/28U RU 2011119012 U RU2011119012 U RU 2011119012U RU 108606 U1 RU108606 U1 RU 108606U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- liquid
- flow
- measuring
- complex
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Устройство для одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси, содержащее вертикальный измерительный гидроканал с восходящим потоком среды, генератор электрических колебаний, соединенный с передатчиком ультразвука, помещенным в измерительный гидроканал, и приемник ультразвука, отличающееся тем, что приемник ультразвука соединен со входом комплексного детектора, выполненного с возможностью выделения синфазной с зондирующим сигналом и квадратурной составляющих, а выход комплексного детектора соединен с цифровым вычислительным устройством.
Description
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения величин расходов многофазного потока, например для измерения дебита нефтяных скважин.
Известны устройства для определения расходов многофазных потоков, описанные, например, в главе 12 (Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества: Справочник Кн.2/Под общ. ред. Е.А.Шорникова, -5е изд., перераб. и доп.- СПб.: Политехника; 2004, с.255).
Недостатками данных устройств являются сложность устройств, низкая точность и надежность.
Известна система для определения расхода компонентов двухфазного потока (RU, патент №2339915 С1, G01F 1/74, 27.11.2008 г.), содержащая измерительный участок трубопровода с установленными на его внешней поверхности двумя диаметрально расположенными и смещенными вдоль оси трубопровода электроакустическими преобразователями; и электронный блок возбуждения ультразвуковых волн в трубопроводе. Для излучения и приема используются выполненные в виде многоэлементных фазированных решеток накладные преобразователи, представляющие собой наборы пьезоэлектрических элементов. Электроакустические преобразователи и датчики температуры и давления среды в измерительном участке через дифференциальные усилители подключены к микропроцессору электронного блока.
Недостатками данной системы измерения компонентов двухфазного потока являются сложность конструкции, а также тот факт, что ультразвуковой сигнал практически не распространяется через газожидкостную смесь на большое расстояние.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство измерения расхода нефтеводогазового потока, описанные в: Дробков В.П. Разработка и исследование ультразвуковых методов и информационно-измерительной системы измерения расхода нефтеводогазового потока. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М., подписано в печать 20.04.2007 г.
Устройство состоит из вертикального измерительного гидроканала с восходящим потоком среды, преобразователей температуры, давления и обводненности; преобразователей скорости; преобразователей газосодержания; компьютера.
Недостатками устройства, принятого за прототип является необходимость применения нескольких конструктивно различных датчиков, что усложняет устройство и ведет к удорожанию измерительного устройства.
Задачей предлагаемого устройства является упрощение измерения и уменьшение стоимости устройства измерения расхода компонентов двухфазного потока при одновременном повышение точности измерения и расширении диапазона измеряемых величин.
Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве для одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси, содержащем вертикальный измерительный гидроканал с восходящим потоком среды, генератор электрических колебаний, соединенный с передатчиком ультразвука, помещенным в измерительный гидроканал, и приемник ультразвука, сигнал с приемника ультразвука подается на комплексный детектор, выделяющий синфазную с зондирующим сигналом и квадратурную составляющие, и сигнал с комплексного детектора подается на цифровое вычислительное устройство.
Сущность полезной модели поясняется следующей функциональной схемой устройства, где цифрами обозначено:
1 - измерительный гидроканал с восходящим потоком газо-жидкостной смеси;
2 - излучающий электроакустический преобразователь;
3 - приемный электроакустический преобразователь;
4 - генератор непрерывных колебаний;
5 - комплексный детектор, выделяющий синфазную с зондирующим сигналом составляющую и квадратурную составляющую;
6 - вычислительное устройство, в котором реализованы необходимые алгоритмы.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Через вертикальный измерительный участок трубопровода 1 (см. рис.) проходит восходящий поток несепарированной смеси жидкости и газа. В измерительный участок трубопровода помещены два электроакустических преобразователя 2 и 3. С генератора электрических колебаний 4 сигнал поступает на передающий электроакустический преобразователь 2.
Ультразвуковые колебания от преобразователя 2 передаются в движущую среду, отражаются от неоднородностей среды и поступают на приемный электроакустический преобразователь 3.
Сигнал с приемника ультразвука 3 подается на комплексный детектор 5, выделяющий синфазную с зондирующим сигналом и квадратурную составляющие и сигнал с комплексного детектора 5 подается на цифровое вычислительное устройство 6.
Аналого-цифровой преобразователь на схеме не показан, так как он не влияет на принцип работы. Его можно расположить как до комплексного детектора и комплексный детектор выполнить в цифровом исполнении, так и после комплексного детектора, который в таком случае применяют в аналоговом исполнении.
Также устройство может дополнительно содержать усилители сигналов, которые не изменяют принцип его действия.
При восходящем потоке жидкости, ультразвук отражается от неоднородностей потока, приходит на комплексный детектор, который выделяет разностную частоту. При наличии небольшого количества газа в потоке жидкости реализуется так называемый «пузырьковый» режим течения, при котором газ содержится в небольших пузырьках, всплывающих в жидкости.
Обтекание жидкости вокруг пузырьков приводит к увеличению степени турбулентности потока. Также в некоторые моменты времени локальная часть жидкости движется в обратном направлении, обтекая газовые пузырьки.
При дальнейшем увеличении количества газа формируется так называемый «снарядный» режим течения, при котором отдельные пузырьки газа сливаются в снаряды. При этом газовые снаряды концентрируются к центру гидроканала, а жидкость по стенкам. Значительные доли времени жидкость движется в обратную сторону, обтекая газовый снаряд. Чем больше количество газа, тем в большей степени будет выражен этот эффект.(См. Полянин Л.Н. Дробков В.П. Прикладная гидромеханика восходящих газожидкостных потоков. М. Энергоатомиздат, 2004, рис.1.3. стр.9.).
Для различения направления движения неоднородностей применяют комплексное детектирование, выделяющее синфазную с зондирующим сигналом и квадратурную составляющие.
Одну из этих составляющих рассматривают как действительную компоненту, другую как мнимую составляющие единый комплексный сигнал. После комплексного преобразования Фурье получаем спектр сигнала. Знак преобладающей частоты в спектре указывает на направления движения неоднородностей, что позволяет различить направление движения навстречу к датчику и от него.
Определяем два параметра спектра сигнала: частоту доплеровского смещения (разностную частоту) и долю времени, когда преобладающая разностная частота принимает отрицательное значение (далее долю времени).
Во время калибровки определяют зависимости разностной частоты и доли времени сигнала от расходов жидкости и газа и по полученным во время калибровки зависимостям определяют расходы жидкости и газ. Необходимым условием для возможности определения расходов жидкости и газа является то, что зависимость разностной частоты от расходов жидкости и газа отличалась от зависимости доли времени.
Предлагаемое устройство было изготовлено на предприятии заявителе и были получены положительные результаты.
Claims (1)
- Устройство для одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси, содержащее вертикальный измерительный гидроканал с восходящим потоком среды, генератор электрических колебаний, соединенный с передатчиком ультразвука, помещенным в измерительный гидроканал, и приемник ультразвука, отличающееся тем, что приемник ультразвука соединен со входом комплексного детектора, выполненного с возможностью выделения синфазной с зондирующим сигналом и квадратурной составляющих, а выход комплексного детектора соединен с цифровым вычислительным устройством.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011119012/28U RU108606U1 (ru) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Устройство для одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011119012/28U RU108606U1 (ru) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Устройство для одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU108606U1 true RU108606U1 (ru) | 2011-09-20 |
Family
ID=44759188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011119012/28U RU108606U1 (ru) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Устройство для одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU108606U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510489C2 (ru) * | 2012-06-19 | 2014-03-27 | Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" (ОАО "АПЗ") | Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси (варианты) |
CN116517540A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-08-01 | 成都维泰数智科技有限公司 | 一种基于相控阵技术的喷口监测方法、系统及装置 |
-
2011
- 2011-05-12 RU RU2011119012/28U patent/RU108606U1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510489C2 (ru) * | 2012-06-19 | 2014-03-27 | Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" (ОАО "АПЗ") | Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси (варианты) |
CN116517540A (zh) * | 2023-07-05 | 2023-08-01 | 成都维泰数智科技有限公司 | 一种基于相控阵技术的喷口监测方法、系统及装置 |
CN116517540B (zh) * | 2023-07-05 | 2023-09-19 | 成都维泰数智科技有限公司 | 一种基于相控阵技术的喷口监测方法、系统及装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4800543B2 (ja) | 多相液体/気体混合物の流量及び濃度を同時に測定する方法及び装置 | |
RU2490598C2 (ru) | Накладной ультразвуковой многофазный расходомер | |
KR101810724B1 (ko) | 다상 유체 특성화 시스템 | |
US7526966B2 (en) | Apparatus and method for measuring a parameter of a multiphase flow | |
US7237440B2 (en) | Flow measurement apparatus having strain-based sensors and ultrasonic sensors | |
US7437946B2 (en) | Apparatus and method for measuring a parameter of a multiphase flow | |
JP5960721B2 (ja) | パイプライン内の流体または流体成分の流速を測定するための装置および方法 | |
CA2637011C (en) | An apparatus and method for measuring a parameter of a multiphase flow | |
CN107389974B (zh) | 气液弹状流结构流速声电双模态测量方法 | |
RU108606U1 (ru) | Устройство для одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси | |
JP2006078362A (ja) | 同一軸型ドップラー超音波流速計 | |
CA2557099A1 (en) | Doppler type ultrasonic flow meter | |
EP2597434A3 (en) | Signal processing method, signal processing apparatus, and Coriolis flowmeter | |
RU2425332C2 (ru) | Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси (варианты) | |
CN106996988A (zh) | 油气水三相塞状分散流流速测量方法 | |
CN106932606A (zh) | 气液两相弹状流和塞状流流速声电双模态测量方法 | |
RU2396518C2 (ru) | Способ и устройство акустического измерения расхода газа | |
JP2010256075A (ja) | 流量計及び流量計測方法 | |
RU2339915C1 (ru) | Способ определения расхода компонентов двухфазного потока и система для его осуществления | |
CN206945090U (zh) | 含有分腔隔板的通径超声波仪表结构 | |
RU2478917C2 (ru) | Расходомер жидких сред в безнапорных трубопроводах | |
RU2503929C1 (ru) | Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси | |
RU2510489C2 (ru) | Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси (варианты) | |
RU127329U1 (ru) | Устройство для измерения скорости нефте-водо-газового потока | |
RU2826948C1 (ru) | Ультразвуковой доплеровский расходомер двухфазной среды |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD1K | Correction of name of utility model owner |