[發明專利]一種電導傳感器與電磁流量計組合的乳狀液流量測量方法

有效

• 申請號: 201710464583.7
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107420089B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 金寧德;韓云峰;翟路生;任英玉;何元生
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B43/22
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種電導傳感器與電磁流量計組合的乳狀液流量測量方法，所采用的電導傳感器為場聚焦式弧形對壁式電導傳感器，用于測量沿管截面方向分布的平均含水率信息，在集流后的小管徑測量管道內壁固定空間位置相對的弧形激勵電極與弧形中心測量電極，在中心測量電極兩側分別等距放置相同尺寸的邊緣保護電極，中心測量電極的軸向高度與由激勵電極及其兩側的邊緣保護電極組合形成的整體軸向高度相匹配；在小管徑油水兩相流實驗中，當表面活性劑作用下的水包油乳狀液流經流量計及電導傳感器測量區域時，分別對電磁流量計及場聚焦式弧形對壁式電導傳感器輸出電壓信號進行采集，數據處理時，將不同流動工況下場聚焦式弧形對壁式電導傳感器電壓信號進行歸一化處理，提取其含水率測量特性；根據全水條件下電磁流量計輸出電壓與標定混合流速間擬合函數關系，獲得不同流動工況下電磁流量計測量乳狀液混合流速與標定乳狀液混合流速及含水率之間的關系圖版；利用場聚焦式弧形對壁式電導傳感器及電磁流量計所測持水率與混合流速參數，建立水包油乳狀液漂移模型，實現分相表觀流速預測；

其中，建立水包油乳狀液漂移模型，實現分相表觀流速預測的方法如下：

(1)所建立的水包油乳狀液漂移模型為Y＝C₀X+U_∞，其中，U_so為油相表觀速度，Y_o為持油率，U_m為混合流速，C₀為相分布系數，n為泡徑指數，U_∞為單個油泡在無限靜止的水中的上升速度；

(2)對于不同流動工況下Y和X的值，通過線性擬合的方式確定C₀和U_∞的數值；

(3)根據實際測得的持水率與混合流速值，利用水包油乳狀液漂移模型獲得油相表觀速度。

2.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，在設計場聚焦式弧形對壁式電導傳感器時，采用有限元分析法對中心測量電極與邊緣保護電極軸向高度h，中心測量電極與邊緣保護電極間距l和電極圓心角α進行優化。