[發(fā)明專利]提供基于熵的多相流表征的系統(tǒng)、方法和計算機介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680048585.1
• 申請日: 2016-06-22
• 公開（公告）號: CN107923781B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 塔爾哈·賈邁勒·艾哈邁德;邁克爾·約翰·布萊克;穆罕默德·阿爾薩蘭;穆罕默德·納比爾·努依-梅希蒂
• 申請（專利權(quán)）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: G01F1/74
• 分類號: G01F1/74;G01F1/66;G01N29/02
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 顧麗波;李榮勝

1.一種多相流體流MPF的表征系統(tǒng)，用于增強烴生產(chǎn)操作的管道區(qū)段中的流動狀態(tài)的測量和監(jiān)測，所述系統(tǒng)包括：

聲接收器，設(shè)置成靠近管道區(qū)段并且能夠操作以接收通過多相流體流傳輸?shù)穆晫W(xué)信號，所述管道區(qū)段能夠操作以在烴生產(chǎn)操作中支持包括至少兩個物理相的多相流體流，并且所述聲接收器能夠操作地將接收到的聲學(xué)信號轉(zhuǎn)換為電信號；

聲發(fā)射器，設(shè)置在所述管道區(qū)段附近，并且能夠操作以在烴生產(chǎn)操作中傳送聲學(xué)信號穿過所述多相流體流，進一步能夠操作以傳送所述聲學(xué)信號，使得所述聲學(xué)信號能夠由所述聲接收器接收到；

處理單元，包括處理器，所述處理單元能夠操作以接收所述電信號并變換所述電信號以表征所述多相流體流，所述處理單元與非暫時性有形存儲介質(zhì)通信，并且所述處理單元包括：

所述非暫時性有形存儲介質(zhì),其與具有一組存儲指令的處理器通信，所述一組存儲指令能夠由所述處理器執(zhí)行并包括以下步驟：

將所述電信號分段為短期時間序列、中期時間序列和長期時間序列；

將正實數(shù)分配給所述時間序列，所述正實數(shù)包括更大值和更小值，所述更大值對應(yīng)于過程隨機性，而所述更小值對應(yīng)于所述電信號中可識別模式的示例；

將某些正實數(shù)分類為異常值；

通過執(zhí)行以下步驟根據(jù)所述電信號的短期時間序列、中期時間序列和長期時間序列來計算多相流體流的短期近似熵值、中期近似熵值和長期近似熵值：

將每個所述短期時間序列、中期時間序列和長期時間序列的數(shù)據(jù)分配給變量y(1)，y(2)，...，y(N)，其中N個原始數(shù)據(jù)值是以等間隔的時間來測量的，

將整數(shù)m和正實數(shù)r固定，其中m表示比較運行的數(shù)據(jù)的長度，r指定濾波等級，

形成中的向量x(1)，x(2)，...，x(N-m+1)的序列，其中實數(shù)m維空間由x(i)＝[y(i)，y(i+1)，...，y(i+m-1)]來限定，

針對每個i,使用序列x(1)，x(2)，...，x(N-m+1)來構(gòu)造，其中1≤i≤N-m+1，

其中，d[x，x^*]＝max_a|y(a)-y^*(a)|，以及u(a)是x的m個標量分量，d表示向量x(i)與x(j)之間的距離，由其各自標量分量的最大差值給出，

計算，

計算每個所述短期時間序列、中期時間序列和長期時間序列近似熵

ApEn＝Φ^m(r)-Φ^m+1(r)；

將所述多相流體流的短期近似熵值、中期近似熵值和長期近似熵值與預(yù)定的短期近似熵值、中期近似熵值和長期近似熵值進行比較；以及

響應(yīng)于所述多相流體流的短期近似熵值、中期近似熵值和長期近似熵值與預(yù)定的短期近似熵值、中期近似熵值和長期近似熵值之間的相似性來確定所述多相流體流的特征；以及

用戶界面，耦接到所述處理單元，所述用戶界面能夠操作以接收用戶輸入來控制所述處理單元，并且能夠操作以向用戶顯示所述多相流體流的特征。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫具有各種多相流體流的流動狀態(tài)的預(yù)定短期近似熵值、中期近似熵值和長期近似熵值。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括前置放大器，所述前置放大器耦接到所述聲接收器，并且能夠操作以接收和放大來自所述聲接收器的電信號。

4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，還包括帶通信號濾波器，所述帶通信號濾波器耦接到所述前置放大器，

所述帶通信號濾波器能夠操作以接收來自所述前置放大器的經(jīng)放大的電信號，并且

所述帶通信號濾波器進一步能夠操作以響應(yīng)于從所述聲接收器的操作頻率和帶寬得到的所述帶通信號濾波器的編程截止頻率，來從包含在所述經(jīng)放大的電信號內(nèi)的有用的多相流體流聲學(xué)信息中去除聲學(xué)背景噪聲。

5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，還包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦接到所述帶通信號濾波器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠操作以從所述帶通信號濾波器接收所述有用的多相流體流聲學(xué)信息，以及能夠操作以將所述有用的多相流體流聲學(xué)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。