[發明專利]一種鑒別多相流流型的方法

有效

• 申請號: 201110370641.2
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN103123294A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 宮敬;李清平;張宇;李曉平;于達;吳海浩;王瑋;姚海元;程兵;余敏;王凱;王濤
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海石油研究中心;中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種鑒別多相流流型的方法。

背景技術

隨著當今石油輸送技術的發展，現在的油氣管道也不僅僅是輸送單相流體了，而是更多的涉及到輸送多相流體。因此，隨之而來的便是對多相輸送技術的研究。然而，多相輸送技術中的首要難題是如何辨識多相流體在流動過程中的流型。在油氣混輸管道中，不同氣-液流型下管道內的壓降規律以及涉及管道內的蠟沉積規律都有著明顯的差異。因此要研究不同流型下的壓降規律和蠟沉積規律，就必須首先對氣液混合物的流型進行準確的辨識。然而，在實際的管道輸送過程中，由于氣-液兩相流體是在不可視條件下流動的，所以很難僅僅從某個流動參數來判斷氣-液兩相流動的流型。目前國內外尚無這方面的系統研究。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種鑒別多相流流型是分層流流型還是間歇流流型的方法。

本發明所提供的鑒別多相流流型是分層流流型還是間歇流流型的方法，包括如下步驟：檢測待測管道中多相流流動時產生的聲音信號，若所述聲音信號平穩，則所述多相流的流型為分層流流型，若所述聲音信號波動劇烈，則所述多相流的流型為間歇流流型。

上述方法中，所述多相流為氣-液兩相流，具體為油-氣兩相流。

上述方法中，所述聲音信號平穩優選為如下情況：所述聲音信號的各振幅強度值與振幅強度平均值的差值均不超過振幅強度平均值的25％。

上述方法中，所述聲音信號波動劇烈優選為如下情況：所述聲音信號的至少一部分振幅強度值與振幅強度平均值的差值大于等于振幅強度平均值的33％。

上述方法中，所述聲音信號波動劇烈更優選為如下情況：間歇流產生的聲音信號振幅波動呈周期性。

上述方法中，所述聲音信號的各振幅強度值優選地按照包括如下步驟的方法得到：用聲音采集器采集所述聲音信號，將采集到的聲音信號用聲音處理軟件進行處理，得到以采集時間為橫坐標、以數字量化的聲音信號的振幅強度值為縱坐標的振幅圖譜，即得到所述聲音信號的各振幅強度值；

所述用聲音采集器采集所述聲音信號的方法包括如下步驟：將聲音采集器的采集端放置在所述待測管道的多相流進口處的管道外壁處，然后進行聲音信號采集；

所述振幅強度平均值是通過所述聲音處理軟件計算出來的。

上述方法中，所述用聲音采集器采集所述聲音信號的方法中，還包括用保溫層和隔音棉將聲音采集器的采集端與所述管道外壁緊密包裹的步驟。

上述方法中，所述用聲音采集器采集所述聲音信號的方法中，聲音采集的頻率為大于等于44100Hz；所述將采集到的聲音信號用聲音處理軟件進行處理中，量化級為16位。

上述方法中，所述聲音采集的時間為2分鐘-3分鐘。

現有技術中缺乏對不可視管道中油-氣混輸的多相流流型的鑒定方法，僅有的一兩種方法的檢測結果也不十分準確。而本發明方法檢測結果準確，且操作方便。

本發明的聲波法對信號的采集頻率極高，可以即時地反應出流體的實際流動情況，其對流型的判別更加準確(相對于差壓法)。而且該方法操作簡便，實驗裝置簡單，效率高，辨別結果準確。本發明為油-氣混輸的研究奠定了基礎，不僅能夠填補國內在不可視條件下的氣-液兩相流動流型辨識領域的空白，產生良好的效益，而且對海底含蠟原油混輸管道的安全運行具有重要的指導作用。

附圖說明

圖1為聲音采集系統采集到的聲音信號圖，A分層流流型，B間歇流流型.

圖2為聲音信號振幅圖，A分層流流型，B間歇流流型。Vsl：液體折算速度，Vsg：氣體折算速度。

具體實施方式

下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。

下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。

本發明方法的原理：氣-液兩相流在不同流型下流動時，由于流動狀態的不同，會導致流動過程中產生的聲波信號不同。根據不同流型的流動特點，當氣-液兩相流流型為分層流時，氣相在管道上部流動，液相在管道下部流動，流動穩定，聲音信號平穩；當氣液兩相流型為間歇流時，整個管道中液塞與氣塞順序流動，聲音信號波動劇烈，聲音信號出現明顯的周期性波動特性。

實施例1、檢測油-氣兩相流的流型-分層流

1、制造油-氣兩相流的分層流流型

向管道內通入原油，通過調節液體折算速度和氣體折算速度，使液體折算速度為0.0626m/s，氣體折算速度為6.5m/s，以產生分層流流型。

2、本發明方法檢測流型

(1)方法