油水兩相流量測(cè)量研究及在三相流量測(cè)量中的應(yīng)用.pdf

1、多相流廣泛存在于石油、化工、冶金等生產(chǎn)過程的各個(gè)領(lǐng)域，其參數(shù)檢測(cè)對(duì)于資源的合理開發(fā)、生產(chǎn)安全及工業(yè)過程控制都具有非常重要的意義，目前已成為國內(nèi)外給予極大關(guān)注的前沿學(xué)科。由于多相流動(dòng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，致使其參數(shù)檢測(cè)難度較大。流量是多相流中一個(gè)非常重要的參數(shù)，而且測(cè)量相當(dāng)困難。本文對(duì)文丘里管測(cè)量油水兩相流流量進(jìn)行了研究，建立了基于差壓法的兩相流流量測(cè)量模型，如果與含水率計(jì)相結(jié)合，可以較好的實(shí)現(xiàn)油水兩相流的流量測(cè)量；同時(shí)研究了Coriol

2、is流量計(jì)在油水兩相流流量測(cè)量中的應(yīng)用，提出了基于SVM的油水兩相流分相流量預(yù)測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了油水分相質(zhì)量流量的預(yù)測(cè)；針對(duì)文丘里管和Coriolis測(cè)量油水兩相流存在的問題，提出了文丘里管和Coriolis流量計(jì)相結(jié)合的雙參數(shù)測(cè)量方法，并實(shí)現(xiàn)了油水兩相流的流量測(cè)量；最后，在對(duì)油水兩相流研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)完成了一種氣液分離裝置，實(shí)現(xiàn)了油氣水三相流的流量測(cè)量。本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1．在考慮油水兩相流密度分布不均對(duì)流量測(cè)量影響

3、并對(duì)混合物密度進(jìn)行修正的基礎(chǔ)上，提出并建立了基于文丘里管兩端差壓和含水率的油水兩相流質(zhì)量流量測(cè)量模型。對(duì)建立的流量測(cè)量模型，分別采用兩種不同管徑的文丘里管對(duì)油水兩相流進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該模型可以較好的測(cè)得混合物的總流量，在整個(gè)油水比范圍內(nèi)模型的流量測(cè)量誤差受含水率變化影響較小。 2．采用雙U型Coriolis流量計(jì)對(duì)油水混合物的總質(zhì)量流量、分相質(zhì)量流量和真實(shí)密度進(jìn)行了測(cè)量研究。以雙U型Coriolis流量計(jì)得到的油水

4、混合物的質(zhì)量流量和密度為基礎(chǔ)，提出了基于SVM油水分相質(zhì)量流量的直接預(yù)測(cè)方法，避開了直接對(duì)滑脫速度、持水率與含水率等之間復(fù)雜關(guān)系的研究，利用該方法對(duì)油水兩相流進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在含水率5％～95％范圍內(nèi)，油水總質(zhì)量流量測(cè)量誤差在±1.5％以內(nèi)；油水分相質(zhì)量流量的測(cè)量相對(duì)誤差在±8％以內(nèi)。 3．通過對(duì)文丘里管和Coriolis流量計(jì)測(cè)量油水兩相流各自的優(yōu)點(diǎn)和存在的問題分析，提出了文丘里管和Coriolis流量計(jì)相結(jié)合的

5、雙參數(shù)測(cè)量方法。同時(shí)，根據(jù)文丘里管流量測(cè)量需要，提出了基于SVM的油水兩相流流型識(shí)別方法，給出了特征向量提取方法，并將其用于流型識(shí)別，較好的取得了分層流和分散流型識(shí)別結(jié)果。提出的雙參數(shù)測(cè)量方法與利用SvM識(shí)別出的分散流型相結(jié)合，較好的實(shí)現(xiàn)了油水分散流分相質(zhì)量流量的測(cè)量。 4．按照部分分離測(cè)量的基本思想，設(shè)計(jì)了一種基于部分分離原理的氣液分離裝置。在計(jì)算方法上，采用本文提出的基于文丘里管的質(zhì)量流量模型對(duì)部分分離后的油水兩相流進(jìn)行了測(cè)