[發明專利]基于超聲波傳感技術的兩相流檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 202111464084.0
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114280140A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 蔣超;何峰;張龍賜;李劍斌;王小浩;羅鵬
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02;G01N29/22;G01N29/036
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 廖元寶

本發明公開了一種基于超聲波傳感技術的兩相流檢測裝置及檢測方法，此檢測裝置包括整流管、檢測管、超聲波傳感器模組和成像模塊；所述整流管，用于改變油氣混合液的流動狀態，形成氣液分層；所述檢測管，與所述整流管的出口端對接，用于穩定油氣混合液流體形態；所述超聲波傳感器模組，安裝在檢測管的外壁上，用于檢測檢測管內油氣混合液中氣體和液體的含量；所述成像模塊，與超聲波傳感器模組相連，用于收集和修正超聲波傳感器模組的空間坐標數據，并將數據耦合處理形成三維立體比例模型。本發明具有結構簡單、精度高、準確性好、集成度高、性能穩定、適應性好等優點。

技術領域

本發明主要涉及石油檢測技術領域，具體涉及一種基于超聲波傳感技術的兩相流檢測裝置及檢測方法。

背景技術

石油含氣量檢測是石油行業一個亟待解決的問題，主要原因是不同油田開采出來的石油成分復雜，存在油包氣或水包氣等多種形態。目前石油含氣量檢測技術領域主要采用電容層析成像技術、電導率檢測技術、射頻檢測技術等方法，但這些檢測方法都存在流型限制多、測量精度差、檢測盲區大、檢測數據擬合難度大等不足，難以準確測量石油含氣量數據以及兩者的比例，只能根據經驗公式對石油含氣量進行簡單的判斷。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的問題，本發明提供結構簡單、精度高、集成度高的基于超聲波傳感技術的兩相流檢測裝置及檢測方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種基于超聲波傳感技術的兩相流檢測裝置，包括整流管、檢測管、超聲波傳感器模組和成像模塊；

所述整流管，用于改變油氣混合液的流動狀態，形成氣液分層；

所述檢測管，與所述整流管的出口端對接，用于穩定油氣混合液流體形態；

所述超聲波傳感器模組，安裝在檢測管的外壁上，用于檢測檢測管內油氣混合液中氣體和液體的含量；

所述成像模塊，與超聲波傳感器模組相連，用于收集和修正超聲波傳感器模組的空間坐標數據，并將數據耦合處理形成三維立體比例模型。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述整流管包括基座和分流片，所述基座為異型腔體結構的氣液分流構件，其入口端內腔為圓形結構，逐步過渡到臨近出口端的方形結構，用于將圓形結構內腔內的油氣混合液圓滑過渡到方形結構的內腔中，并形成有明確界限的標準流體形態；所述分流片安裝在方形結構的內腔中，用于將油氣混合液中的氣體和液體進行分離。

所述分流片上設有間隔布置的半圓形凸起沖孔結構，便于油氣混合液中氣體的析出和分流；其中半圓形凸起沖孔結構的斷面朝向整流管的出口端。

所述超聲波傳感器模組包括高頻超聲模組和低頻超聲模組；其中高頻超聲模組有兩組，分別安裝在檢測管出口端外壁的底面和側面；低頻超聲模組有兩組，分別穿孔安裝在檢測管出口端外壁的頂部和側面，且與高頻超聲模組對稱排列；其中高頻超聲模組在液體中傳播但在氣體中不能傳播，用于檢測液體的空間占比；低頻超聲模組在氣體中傳播但在液體中不能傳播，用于檢測氣體的空間占比。

所述高頻超聲模組為一組2～5MHZ超聲傳感器縱向陣列；所述低頻超聲模組為一組100～800KHZ超聲傳感器縱向陣列。

所述檢測管為兩端帶法蘭的不銹鋼管，內部具有高光潔度，以降低油氣混合液流動的阻力，所述檢測管通過雙頭螺栓組合與整流管連接。

所述檢測管與整流管之間設置有密封件以形成有效密封。

所述密封件為金屬纏繞密封圈。

所述成像模塊包括上位機，在形成立方體三維立體比例模型時，自動生成氣液容積比例參數數據文件。