RU2311633C1 - Method of determination of flow mode of multiphase flux in pipeline - Google Patents

Method of determination of flow mode of multiphase flux in pipeline Download PDF

Info

Publication number
RU2311633C1
RU2311633C1 RU2006109772/28A RU2006109772A RU2311633C1 RU 2311633 C1 RU2311633 C1 RU 2311633C1 RU 2006109772/28 A RU2006109772/28 A RU 2006109772/28A RU 2006109772 A RU2006109772 A RU 2006109772A RU 2311633 C1 RU2311633 C1 RU 2311633C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
flow
group
multiphase flow
reference values
Prior art date
Application number
RU2006109772/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Викторович Пиндак (RU)
Андрей Викторович Пиндак
ков Олег Николаевич Куз (RU)
Олег Николаевич Кузяков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"
Priority to RU2006109772/28A priority Critical patent/RU2311633C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2311633C1 publication Critical patent/RU2311633C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: methods of determination of flow modes of multiple-phase flux in pipelines.
SUBSTANCE: group of converters is mounted onto external surface of pipeline for sonic test in perpendicular to longitudinal axis of pipeline of multiple-phase flux by ultrasonic oscillations by means of group pf converters. Amplitude and run time of passed-through and reflected ultrasonic signals are measured. Then signals are transformed into digital form. Digitized values are subject to comparing with available (achieved in advance) reference values of digitized ultrasonic signals. Those reference values of ultrasonic signals correspond to different modes of flow of multiple-phase fluxes. Mode of flow of multiple-phase flux is found from results of comparison. Before starting sonic test, data on temperature of multiple-phase flux is collected as well as data on pressure in pipeline and on angle of slope of pipeline in relation to horizontal surface to determine group pf standard values. Additional group of converters is mounted, which group is disposed along pipeline outside it onto wall of pipeline. Both groups of converters receive and register amplitudes and run times of passed-through and reflected signals and transform them into digital form being convenient for processing. Then those values are subject to comparison with set of available reference values and mode of flow of multiple-phase flux is determined on base of comparison.
EFFECT: improved precision.
2 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения вида многофазного потока в трубопроводе в ходе его эксплуатации.The invention relates to instrumentation and can be used to determine the type of multiphase flow in the pipeline during its operation.

Известен способ контроля несплошностей жидкости в трубопроводе (А.с. 254865 СССР, МПК G01N 29/00, опубл. 1969. - Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе), заключающийся в прозвучивании жидкости в плоскости, перпендикулярной продольной оси трубопровода, ультразвуковыми колебаниями, измерении амплитуд принятых сигналов, по которым определяют несплошности потока жидкости.A known method of monitoring fluid discontinuities in a pipeline (A.S. 254865 USSR, IPC G01N 29/00, publ. 1969. A method for controlling fluid flow discontinuities in a pipeline), which consists in sounding the liquid in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline, by ultrasonic vibrations, measuring the amplitudes of the received signals, which determine the discontinuities of the fluid flow.

Недостатком способа является его малая информативность, низкая точность, т.к. поток прозвучивается только в одном направлении, не учитываются отраженные импульсы, а также не учитываются характеристики импульсов.The disadvantage of this method is its low information content, low accuracy, because the flow is sounded only in one direction, the reflected pulses are not taken into account, and also the characteristics of the pulses are not taken into account.

Известен способ контроля несплошностей потока (А.с. 1631401 СССР, МПК 5 G01N 29/00, опубл. 1991. - Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе), заключающийся в том, что трубопровод с контролируемой средой прозвучивается ультразвуковыми импульсами в двух взаимно перпендикулярных направлениях, регистрируют прошедшие через среду импульсы, фиксируют их амплитуды, принимают также импульсы, отраженные от границы раздела фаз, измеряют их амплитуды и время пробега, и по полученным данным судят о концентрации газовой фазы и режиме течения потока.A known method of controlling flow discontinuities (A.S. 1631401 USSR, IPC 5 G01N 29/00, published 1991. - Method for controlling fluid flow discontinuities in a pipeline), which consists in the fact that the pipeline with a controlled medium is sounded by ultrasonic pulses in two mutually perpendicular directions, the pulses passing through the medium are recorded, their amplitudes are recorded, the pulses reflected from the phase boundary are also taken, their amplitudes and travel times are measured, and the gas phase concentration and flow regime n outflow.

Недостатком способа является его малая информативность, низкая точность и низкая степень автоматизации.The disadvantage of this method is its low information content, low accuracy and low degree of automation.

Известен способ контроля многофазного потока в трубопроводе (Пат. 2198397 7 G01N 29/02, опубл. 10.02.2003. - Способ контроля многофазного потока в трубопроводе), заключающийся в прозвучивании многофазного потока ультразвуковыми колебаниями, регистрируют прошедшие через поток сигналы и эхо-импульсы, отраженные от несплошностей многофазного потока, измеряют их амплитуды и времена прихода, по которым определяют характер многофазного потока. Известными признаками данного способа является то, что группу преобразователей располагают по окружности трубопровода в одной плоскости его сечения, одновременно принимают и фиксируют амплитуды и времена пробега прошедших и отраженных сигналов, преобразуют их в удобную для обработки цифровую форму и сравнивают с имеющимся во флэш-памяти микропроцессорного модуля набором цифровых эталонов, соответствующих различным многофазным потокам, и по результатам сравнения определяют характер многофазного потока.A known method of controlling a multiphase flow in a pipeline (Pat. 2198397 7 G01N 29/02, publ. 02/10/2003. - A method of controlling a multiphase flow in a pipeline), which consists in sounding a multiphase flow by ultrasonic vibrations, signals and echo pulses transmitted through the flow are recorded, reflected from the discontinuities of the multiphase flow, measure their amplitudes and arrival times, which determine the nature of the multiphase flow. Known features of this method is that the group of converters is arranged around the circumference of the pipeline in one plane of its cross section, at the same time, the amplitudes and travel times of transmitted and reflected signals are received and recorded, converted into a digital form convenient for processing, and compared with the microprocessor in the flash memory module with a set of digital standards corresponding to different multiphase flows, and the nature of the multiphase flow is determined by comparison.

Недостатком способа является его низкая точность, т.к. не учитываются многие, влияющие на определение режима течения в трубопроводе, параметры.The disadvantage of this method is its low accuracy, because many factors affecting the determination of the flow regime in the pipeline are not taken into account.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение точности в определении режима течения жидкости в трубопроводе за счет учета дополнительных параметров, а также повышение информативности.The task to which the claimed technical solution is directed is to increase the accuracy in determining the regime of fluid flow in the pipeline by taking into account additional parameters, as well as increasing the information content.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении точности и информативности при определении режима течения в трубопроводе за счет того, что учитываются дополнительные факторы, влияющие на характер многофазного потока (температура потока, давление в трубопроводе, угол наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности). Данные дополнительные факторы существенно влияют на режим течения многофазного потока в трубопроводе. Так, например, температура влияет на вязкость жидкости в трубопроводе, давление в трубопроводе влияет на качественный состав потока, а угол наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности влияет не только на режим течения в трубопроводе, но и на возможность изменения текущего режима течения. Без учета данных параметров, верное определение режима течения многофазного потока в трубопроводе было бы возможно лишь в определенных границах температуры потока, давления в трубопроводе и определенном угле наклона трубопровода. Учитывая данные параметры, помимо повышения точности в определении режима течения потока в трубопроводе, мы существенно расширяем границы применения данного способа контроля многофазного потока в трубопроводе.When implementing the invention, the task is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the accuracy and information content when determining the flow regime in the pipeline due to the fact that additional factors affecting the nature of the multiphase flow are taken into account (flow temperature, pressure in the pipeline, angle of the pipeline relative to the horizontal surface). These additional factors significantly affect the mode of multiphase flow in the pipeline. For example, temperature affects the viscosity of a fluid in a pipeline, pressure in a pipeline affects the quality of the flow, and the angle of inclination of the pipeline relative to a horizontal surface affects not only the flow regime in the pipeline, but also the ability to change the current flow regime. Without taking these parameters into account, a correct determination of the multiphase flow regime in a pipeline would be possible only within certain boundaries of the flow temperature, pressure in the pipeline, and a certain angle of inclination of the pipeline. Given these parameters, in addition to increasing the accuracy in determining the flow regime in the pipeline, we significantly expand the application of this method of multiphase flow control in the pipeline.

Указанный технический результат достигается тем, что способ определения режима течения многофазного потока в трубопроводе включает установку группы преобразователей на внешней поверхности трубопровода для прозвучивания перпендикулярно продольной оси трубопровода многофазного потока ультразвуковыми колебаниями при помощи групп преобразователей, фиксировании амплитуды и времени пробега прошедших и отраженных ультразвуковых сигналов, преобразование их в цифровую форму, сравнение полученных оцифрованных значений с имеющимися (предварительно полученными) эталонными значениями оцифрованных ультразвуковых сигналов, причем данные эталонные значения ультразвуковых сигналов соответствуют различным режимам течения многофазных потоков, определение по результатам сравнения режима течения многофазного потока. Особенностью является то, что перед началом прозвучивания потока производят сбор данных о температуре многофазного потока, давлении в трубопроводе и угле наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности для определения группы эталонных значений, устанавливают дополнительную группу преобразователей, которую располагают вдоль трубопровода снаружи на стенке трубопровода, при этом обе группы преобразователей одновременно принимают и фиксируют амплитуды и времена пробега прошедших и отраженных сигналов, преобразуют их в удобную для обработки цифровую форму и сравнивают с имеющимся набором предварительно полученных эталонных значений, соответствующих различным режимам течения многофазных потоков, и по результатам сравнения определяют режим течения многофазного потока.The specified technical result is achieved by the fact that the method for determining the multiphase flow pattern in the pipeline includes installing a group of transducers on the outer surface of the pipeline to sound perpendicular to the longitudinal axis of the multiphase flow pipeline by ultrasonic vibrations using transducer groups, fixing the amplitude and travel time of transmitted and reflected ultrasonic signals, converting digitally, comparing the obtained digitized values with the available (pre double received) reference values of the digitized ultrasonic signals, and these reference values of ultrasonic signals correspond to different flow regimes of multiphase flows, the determination of the multiphase flow flow regime by comparison. The peculiarity is that before the sounding of the flow, data on the temperature of the multiphase flow, pressure in the pipeline and the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface are collected to determine the group of reference values, an additional group of converters is installed, which are placed along the pipeline outside on the wall of the pipeline, while both groups of converters simultaneously receive and record amplitudes and travel times of transmitted and reflected signals, convert them to a digital form suitable for processing and compared with the existing set of pre-obtained reference values corresponding to different flow regimes of multiphase flows, and from the results of the comparison, the flow regime of the multiphase flow is determined.

Эталонные значения определяются предварительно, причем условия, при которых происходит определение эталонных значений, должны быть максимально приближены к условиям функционирования трубопровода, в отношении которого будет использован данный способ.Reference values are determined previously, and the conditions under which the reference values are determined should be as close as possible to the operating conditions of the pipeline, in relation to which this method will be used.

Повышение точности также достигается за счет того, что в прозвучивании участвуют две группы преобразователей. Группу преобразователей составляют источник ультразвуковых колебаний, а также несколько приемников данного вида колебаний. Первая группа преобразователей прозвучивает поток перпендикулярно продольной оси трубопровода, а вторая группа преобразователей прозвучивает поток вдоль продольной оси трубопровода. Причем при продольном прозвучивании путь, пройденный ультразвуковой волной от излучателя до каждого приемника, всегда различен. Проходя более длинный путь, ультразвуковая волна затрачивает большее время, т.е. время влияния многофазного потока на ультразвуковую волну с увеличением пути увеличивается, таким образом приемник получит звуковую волну максимально измененную многофазным потоком, причем изменения ультразвуковой волны напрямую зависят от состава и режима течения многофазного потока. Исходя из этого, мы будем иметь более точную картину режима течения многофазного потока в трубопроводе.Improving accuracy is also achieved due to the fact that two groups of transducers participate in the sounding. A group of transducers is a source of ultrasonic vibrations, as well as several receivers of this type of oscillation. The first group of transducers sounds flow perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline, and the second group of transducers sounds flow along the longitudinal axis of the pipeline. Moreover, with longitudinal sounding, the path traveled by an ultrasonic wave from the emitter to each receiver is always different. Passing a longer path, the ultrasonic wave spends a longer time, i.e. the influence time of a multiphase flow on an ultrasonic wave increases with increasing path, so the receiver will receive a sound wave maximally altered by a multiphase flow, and changes in the ultrasonic wave directly depend on the composition and flow regime of the multiphase flow. Based on this, we will have a more accurate picture of the multiphase flow regime in the pipeline.

На фиг.1 схематично представлена система для осуществления способа контроля многофазного потока в трубопроводе, которая содержит устройство для измерения температуры 1 потока, устройство для определения давления 2 внутри трубопровода и устройство для определения угла наклона 3 трубопровода относительно горизонтальной поверхности, вторая группа преобразователей 4 (прозвучивает многофазный поток вдоль продольной оси трубопровода), первая группа преобразователей 5 (прозвучивает поток перпендикулярно продольной оси трубопровода), направление прозвучивания 6 многофазного потока второй группой преобразователей, направление прозвучивания 7 многофазного потока первой группой преобразователей, направление движения 8 многофазного потока, центральная ось 9 трубопровода, трубопровод 10.Figure 1 schematically shows a system for implementing a method for controlling a multiphase flow in a pipeline, which contains a device for measuring the temperature 1 of the flow, a device for determining the pressure 2 inside the pipeline and a device for determining the angle of inclination 3 of the pipeline relative to the horizontal surface, the second group of transducers 4 (sounds multiphase flow along the longitudinal axis of the pipeline), the first group of transducers 5 (the flow sounds perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline), direction sounding of 6 multiphase flow by the second group of transducers, direction of sounding of 7 multiphase flow by the first group of transducers, direction of motion 8 of the multiphase flow, central axis 9 of the pipeline, pipeline 10.

На фиг.2 представлена схема для осуществления способа контроля многофазного потока в трубопроводе, в состав которой входят два излучателя 11, 12 и два ряда приемников 13, 14. Излучатель 11 и ряд приемников 13 образуют первую группу преобразователей, которая прозвучивает многофазный поток перпендикулярно продольной оси трубопровода. Излучатель 12 и ряд приемников 14 образуют вторую группу преобразователей, которая прозвучивает поток вдоль продольной оси трубопровода. Излучатели 11, 12 и приемники 13, 14 расположены снаружи на стенках трубопровода 10. Выходы приемников 13 подключены к входам блока аналоговой памяти и таймеров 15, а выходы приемников 14 к входам блока аналоговой памяти и таймеров 16. Выходы блоков 15 и 16 соединены с входами коммутаторов 17 и 18 соответственно. Один из выходов коммутаторов 17 и 18 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 19, а другой к входу оперативной памяти (ОЗУ) 20. В составе системы имеется микропроцессорный модуль (ММ) 21, выходы которого соединены с входами блоков аналоговой памяти и таймеров 15 и 16, коммутаторов 17 и 18, аналого-цифрового преобразователя 19, оперативной памяти 20 и генератора ультразвукового сигнала (ГУС) 22.Figure 2 presents a diagram for implementing a method of monitoring multiphase flow in a pipeline, which includes two emitters 11, 12 and two rows of receivers 13, 14. The emitter 11 and a number of receivers 13 form the first group of converters, which sounds multiphase flow perpendicular to the longitudinal axis the pipeline. The emitter 12 and a number of receivers 14 form a second group of converters, which sounds the flow along the longitudinal axis of the pipeline. The emitters 11, 12 and receivers 13, 14 are located outside on the walls of the pipeline 10. The outputs of the receivers 13 are connected to the inputs of the analog memory unit and timers 15, and the outputs of the receivers 14 are connected to the inputs of the analog memory unit and timers 16. The outputs of blocks 15 and 16 are connected to the inputs switches 17 and 18, respectively. One of the outputs of the switches 17 and 18 is connected to the input of an analog-to-digital converter (ADC) 19, and the other to the input of random access memory (RAM) 20. The system includes a microprocessor module (MM) 21, the outputs of which are connected to the inputs of the analog memory blocks and timers 15 and 16, switches 17 and 18, analog-to-digital Converter 19, random access memory 20 and an ultrasonic signal generator (HUS) 22.

Микропроцессорный модуль 21 управляет работой перечисленных элементов схемы фиг.2 и осуществляет обработку данных.The microprocessor module 21 controls the operation of the listed circuit elements of figure 2 and performs data processing.

Способ контроля многофазного потока в трубопроводе 10 осуществляется следующим образом. Информация о температуре 1 потока, давления 2 внутри трубопровода 10 и определения угла наклона 3 трубопровода 10 относительно горизонтальной поверхности поступает на входы аналоговой памяти 16, где под управлением микропроцессорного модуля 21 происходит фиксация значений данных параметров для текущего цикла опроса приемников 13, 14. Причем при следующем цикле опроса приемников 13, 14, также первоначально происходит съем информации с устройств для измерения температуры 1 потока, давления 2 внутри трубопровода 10 и определения угла наклона 3 трубопровода 10 относительно горизонтальной поверхности. Далее при помощи коммутатора 18 происходит передача полученных аналоговых сигналов значений температуры потока, давления внутри трубопровода 10 и угла наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности на аналого-цифровой преобразователь 19 с целью преобразования их в пропорциональный цифровой код. После этого полученные цифровые коды поступают в оперативную память (ОЗУ) 20, где под управлением микропроцессорного модуля 21 происходит определение группы эталонных значений различных режимов многофазного потока для данной температуры потока, давления внутри трубопровода 10 и угла наклона трубопровода 10 относительно горизонтальной поверхности.The method of controlling multiphase flow in the pipeline 10 is as follows. Information about the temperature 1 of the flow, pressure 2 inside the pipeline 10 and determining the angle of inclination 3 of the pipeline 10 relative to the horizontal surface is supplied to the inputs of the analog memory 16, where, under the control of the microprocessor module 21, the values of these parameters are fixed for the current survey cycle of the receivers 13, 14. Moreover, when the next survey cycle of the receivers 13, 14, information is also initially collected from devices for measuring the temperature 1 of the flow, pressure 2 inside the pipeline 10 and determining the angle of inclination 3 of the pipe rovoda 10 relative to the horizontal surface. Then, using the switch 18, the obtained analogue signals are transmitted for the values of the flow temperature, pressure inside the pipeline 10, and the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface to the analog-to-digital converter 19 in order to convert them into a proportional digital code. After that, the obtained digital codes go to random access memory (RAM) 20, where, under the control of the microprocessor module 21, a group of reference values of various multiphase flow modes is determined for a given flow temperature, pressure inside the pipeline 10 and the angle of inclination of the pipeline 10 relative to the horizontal surface.

Затем генератор ультразвуковых сигналов 22 под управлением микропроцессорного модуля 21 генерирует электрические импульсы с частотой (1-2,5) МГц. Эти импульсы поступают на излучатели 11 и 12, которые формируют ультразвуковые колебания, распространяющиеся через стенки трубопровода 10 и контролируемую среду - многофазный поток. С помощью приемников 13 и 14 осуществляется прием ультразвуковых колебаний, прошедших через многофазный поток, которые подаются на входы аналоговой памяти 15 и 16 соответственно, где происходит фиксация максимальных амплитуд и времени приема сигналов по управляющим сигналам синхронизации с микропроцессорного модуля 21. Коммутаторы 17 и 18 позволяют последовательно опросить блоки аналоговой памяти - таймеров 15 и 16 с целью преобразования с помощью аналого-цифрового преобразователя 19 аналоговых сигналов в пропорциональный цифровой код, а также последовательно передать цифровые коды таймеров, пропорциональные временным задержкам принятых сигналов, в оперативную память (ОЗУ) 20.Then, the ultrasonic signal generator 22 under the control of the microprocessor module 21 generates electrical pulses with a frequency of (1-2.5) MHz. These pulses arrive at the emitters 11 and 12, which form ultrasonic vibrations propagating through the walls of the pipeline 10 and the controlled medium is a multiphase flow. Using receivers 13 and 14, ultrasonic vibrations transmitted through a multiphase stream are received, which are fed to the inputs of the analog memory 15 and 16, respectively, where the maximum amplitudes and signal reception time are recorded by synchronization control signals from the microprocessor module 21. Switches 17 and 18 allow sequentially interrogate blocks of analog memory - timers 15 and 16 in order to convert analog signals into a proportional digital code using an analog-to-digital converter 19, and also sequentially transmit digital timer codes proportional to the time delays of the received signals in the random access memory (RAM) 20.

Идентификация режима течения и его особенностей осуществляется микропроцессорным модулем 21 по программе, хранимой во флэш-памяти модуля. Исходя из того, что при сравнении одинаковых значений каких-либо величин они относятся как 1:1, определение режима течения предлагается при помощи следующей формулы:The identification of the flow regime and its features is carried out by the microprocessor module 21 according to the program stored in the flash memory of the module. Based on the fact that when comparing the identical values of any values, they relate as 1: 1, the definition of the flow regime is proposed using the following formula:

N=(λ+ψ)/2λ,N = (λ + ψ) / 2λ,

где N - коэффициент сходимости, λ - эталонное значение, ψ - измеренное значение.where N is the convergence coefficient, λ is the reference value, ψ is the measured value.

Причем, чем ближе коэффициент сходимости N к единице, тем режим течения исследуемого многофазного потока более близок к режиму течения потока, при котором был получен данный эталонный результат λ.Moreover, the closer the convergence coefficient N to unity, the more the flow regime of the investigated multiphase flow is closer to the flow regime at which this reference result λ was obtained.

Эталонные значения λ для сравнения с измеренными ψ берутся из определенной группы эталонных значений. Выбор группы эталонных значений осуществляется при помощи следующих параметров:The reference values of λ for comparison with the measured ψ are taken from a certain group of reference values. The selection of a group of reference values is carried out using the following parameters:

- температура потока;- flow temperature;

- давление внутри трубопровода;- pressure inside the pipeline;

- угол наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности.- the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface.

Измеренные значения ψ определяются в процессе использования данного способа.The measured values of ψ are determined in the process of using this method.

При идентификации руководствуются значениями амплитуд принятых звуковых импульсов как прошедших через контролируемую среду, так и отраженных от границы (границ) раздела фаз, а также значениями измеренных времен пробега этих сигналов.When identifying, they are guided by the amplitudes of the received sound pulses, both transmitted through the controlled medium, and reflected from the interface (s), as well as the values of the measured travel times of these signals.

Определение режима течения многофазного потока предлагается осуществлять по принципу «голосования». «Голосом» называется определение текущего режима течения многофазного потока в трубопроводе на основе данных, полученных от одного приемника, причем коэффициент сходимости N должен быть наиболее близок к единице. По данным от каждого из приемников 13 и 14 вышеописанным способом при помощи формулы каждый приемник «голосует» за тот или иной режим течения многофазного потока в трубопроводе 10. Далее определяют наиболее близкий режим течения многофазного потока, тот режим, который набрал большее число «голосов» принимается за текущий режим течения многофазного потока в трубопроводе (все «голоса» равнозначны и имеют одинаковый вес).The definition of the multiphase flow mode is proposed to be carried out on the basis of the “voting” principle. “Voice” is the definition of the current mode of multiphase flow in a pipeline based on data received from one receiver, and the convergence coefficient N should be closest to unity. According to the data from each of the receivers 13 and 14 in the above-described way, using each formula, each receiver “votes” for one or another multiphase flow pattern in the pipeline 10. Next, the closest multiphase flow pattern is determined, the mode that scored the most “votes” is taken as the current mode of multiphase flow in the pipeline (all “voices” are equivalent and have the same weight).

Эталонные значения параметров, установленные исследователями ранее эмпирически, отмечены в зависимости от режима многофазного потока (пузырькового, расслоенного, кольцевого, обращенно-кольцевого, снарядного), а также от исходных данных (температуры потока, давления в трубопроводе и угле наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности) и хранятся во флеш-памяти микропроцессорного модуля 21.The reference values of the parameters established earlier by the researchers empirically are noted depending on the multiphase flow regime (bubble, stratified, annular, reverse-annular, slug), as well as on the initial data (flow temperature, pressure in the pipeline and the angle of the pipeline relative to the horizontal surface) and stored in flash memory of the microprocessor module 21.

Способ может быть положен в основу долговременного мониторинга трубопровода. При помощи данного способа контроля многофазного потока в трубопроводе возможно построение системы, осуществляющей расчет прогнозируемой скорости внутренней коррозии трубопровода. На основе данного способа возможно проведение комплексной диагностики уже функционирующих трубопроводов, а также проведения работ по оптимизации функционирования трубопроводов. Способ может быть использован на этапах проектирования трубопроводов в качестве одного из критериев выбора наиболее эффективного режима работы трубопровода, а также при выборе трассы трубопровода на местности. Данный способ может быть использован в составе параметрического способа определения утечек трубопровода.The method can be the basis for long-term monitoring of the pipeline. Using this method of controlling a multiphase flow in a pipeline, it is possible to build a system that calculates the predicted rate of internal corrosion of the pipeline. Based on this method, it is possible to conduct comprehensive diagnostics of already functioning pipelines, as well as to carry out work to optimize the functioning of pipelines. The method can be used at the design stages of pipelines as one of the criteria for choosing the most effective mode of operation of the pipeline, as well as when choosing the route of the pipeline on the ground. This method can be used as part of a parametric method for determining pipeline leaks.

Claims (1)

Способ определения режима течения многофазного потока в трубопроводе, включающий установку группы преобразователей на внешней поверхности трубопровода для прозвучивания перпендикулярно продольной оси трубопровода многофазного потока ультразвуковыми колебаниями при помощи групп преобразователей, фиксировании амплитуды и времени пробега прошедших и отраженных ультразвуковых сигналов, преобразование их в цифровую форму, сравнение полученных оцифрованных значений с имеющимися (предварительно полученными) эталонными значениями оцифрованных ультразвуковых сигналов, причем данные эталонные значения ультразвуковых сигналов соответствуют различным режимам течения многофазных потоков, определение по результатам сравнения режима течения многофазного потока, отличающийся тем, что перед началом прозвучивания потока производят сбор данных о температуре многофазного потока, давлении в трубопроводе и угле наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности для определения группы эталонных значений, устанавливают дополнительную группу преобразователей, которую располагают вдоль трубопровода снаружи на стенке трубопровода, при этом обе группы преобразователей одновременно принимают и фиксируют амплитуды и времена пробега прошедших и отраженных сигналов, преобразуют их в удобную для обработки цифровую форму и сравнивают с имеющимся набором предварительно полученных эталонных значений, соответствующих различным режимам течения многофазных потоков, и по результатам сравнения определяют режим течения многофазного потока.A method for determining the flow regime of a multiphase flow in a pipeline, including installing a group of transducers on the outer surface of the pipeline to sound perpendicular to the longitudinal axis of the multiphase flow pipeline by ultrasonic vibrations using transducer groups, fixing the amplitude and travel time of transmitted and reflected ultrasonic signals, converting them to digital form, comparing received digitized values with available (previously obtained) reference values ultrasonic signals, and these reference values of ultrasonic signals correspond to different modes of multiphase flow, determining the multiphase flow mode by comparing the flow, characterized in that before starting the sounding of the flow, data is collected on the temperature of the multiphase flow, the pressure in the pipeline and the angle of the pipeline relative to horizontal surface to determine the group of reference values, establish an additional group of converters, to a shelter is placed along the pipeline outside the pipeline wall, while both groups of transducers simultaneously receive and record the amplitudes and travel times of transmitted and reflected signals, convert them into a convenient digital form for processing, and compare them with an existing set of previously obtained reference values corresponding to different multiphase flow regimes flows, and the results of the comparison determine the flow regime of a multiphase flow.
RU2006109772/28A 2006-03-27 2006-03-27 Method of determination of flow mode of multiphase flux in pipeline RU2311633C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006109772/28A RU2311633C1 (en) 2006-03-27 2006-03-27 Method of determination of flow mode of multiphase flux in pipeline

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006109772/28A RU2311633C1 (en) 2006-03-27 2006-03-27 Method of determination of flow mode of multiphase flux in pipeline

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2311633C1 true RU2311633C1 (en) 2007-11-27

Family

ID=38960356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006109772/28A RU2311633C1 (en) 2006-03-27 2006-03-27 Method of determination of flow mode of multiphase flux in pipeline

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2311633C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660411C2 (en) * 2016-11-29 2018-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Method of determining the regime of a multiphase mixture in the pipeline using cbr technologies

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660411C2 (en) * 2016-11-29 2018-07-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Method of determining the regime of a multiphase mixture in the pipeline using cbr technologies

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020233686B2 (en) Improved Signal Travel Time Flow Meter
US5856622A (en) Clamp-on type ultrasonic flow meter and a temperature and pressure compensation method therein
JP4589280B2 (en) Pipe inspection method using guide wave and pipe inspection apparatus
JP3913144B2 (en) Piping inspection method and apparatus
JP4012237B2 (en) Piping inspection method and apparatus
RU2234682C2 (en) Method of and device for transferring of liquid or gas in pipeline and excitation circuit for device
WO2001067050A1 (en) Simultaneous determination of multiphase flowrates and concentrations
RU2580907C1 (en) Ultrasonic waveguide level meter for liquid
JP5530405B2 (en) Nondestructive inspection method and nondestructive inspection device
RU2311633C1 (en) Method of determination of flow mode of multiphase flux in pipeline
JPH0518942A (en) Ultrasonic sound speed measuring device according to v(z) characteristic and ultrasonic microscope using the same
RU58220U1 (en) DEVICE FOR MONITORING MULTI-PHASE FLOW IN A PIPELINE
RU2660411C2 (en) Method of determining the regime of a multiphase mixture in the pipeline using cbr technologies
KR100258747B1 (en) Apparatus and method for measuring the thickness of solid material and the ultrasonic velocity
RU2437066C1 (en) Method for ultrasonic measurement of level of liquid in reservoirs and apparatus for ultrasonic measurement of level of liquid in reservoirs
RU2198397C2 (en) Procedure controlling polyphase flow in pipe-line
RU2301420C2 (en) Mode of definition of coefficient of longitudinal ultrasound vibrations' fading in material
SU1610428A1 (en) Method and apparatus for checking continuity of liquid flow in pipe-line
JP4827008B2 (en) Ultrasonic flow meter, ultrasonic transducer, ultrasonic transmission / reception unit, and flow measurement method using ultrasonic flow meter
RU2520950C1 (en) Ultrasonic surface wave converter and method for manufacture thereof
US11740112B2 (en) Method of measuring the speed of a fluid
SU1631401A1 (en) Method of monitoring liquid flow continuity in pipeline
RU2687086C1 (en) Method of ultrasonic monitoring of pipeline wall thickness
JP2009244210A (en) Ultrasonic flaw detection method and ultrasonic flaw detector
RU2313068C2 (en) Mode of measuring gas consumption in main pipelines and an arrangement for its execution

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090328