[發明專利]水平氣液兩相流近紅外多探測點多參數測井儀及控制終端

在審

• 申請號: 202210294269.X
• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN114737950A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 孔維航;劉嘉宇;郝虎;李賀;吳培良;閆鵬;張俊歌;沈潔男;王洪海;湯洪寶
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 趙洪娥

1.一種水平氣液兩相流近紅外多探測點多參數測井儀，其特征在于：包括依次連接的電路倉(7)、下游扶正器(6)、周向設有多個進液口的進液口管道(5)、擠壓式橡膠集流器(4)、近紅外吸收式多探測點相關測量系統(3)、上游扶正器(2)和出液口管道(1)；所述出液口管道(1)上設有出液口；所述近紅外吸收式多探測點相關測量系統(3)包括設置于不同軸向截面的上游近紅外吸收式多探測點測量子系統(31)和下游近紅外吸收式多探測點測量子系統(32)，所述上游近紅外吸收式多探測點測量子系統(31)和下游近紅外吸收式多探測點測量子系統(32)均包括n(n≥1,n∈N^*)組沿周向均勻排布的近紅外吸收式光纖傳感器，所述近紅外吸收式光纖傳感器包括近紅外發射裝置和近紅外接收裝置，且同一測量子系統的同組近紅外發射裝置和近紅外接收裝置連線均過所在軸向截面的圓心，所述上游近紅外吸收式多探測點測量子系統(31)和下游近紅外吸收式多探測點測量子系統(32)的近紅外發射裝置和近紅外接收裝置均一一對應。

2.根據權利要求1所述的一種水平氣液兩相流近紅外多探測點多參數測井儀，其特征在于：所述近紅外發射裝置和近紅外接收裝置通過螺紋密封連接于近紅外吸收式多探測點相關測量系統(3)的絕緣體支架外殼上。

3.根據權利要求1所述的一種水平氣液兩相流近紅外多探測點多參數測井儀，其特征在于：所述近紅外發射裝置在光源前方加載透鏡，進行聚光；近紅外接收裝置接收端外擴，以便更好接收光線。

4.一種權利要求1-3任一權利要求所述的水平氣液兩相流近紅外多探測點多參數測井儀的控制終端，其特征在于：包括多路程控開關電路、光發射模塊、光接收模塊、AD數據采集模塊、信號處理模塊、定時器模塊、電源模塊和主控制器模塊；

所述多路程控開關電路分別連接n組近紅外發射裝置和近紅外接收裝置，對每組裝置進行獨立控制；

所述光發射模塊用于為紅外光源提供驅動電能，使紅外光源發射光線；

所述光接收模塊用于為近紅外接收裝置將返回光能轉化為電能；

所述信號處理模塊將接收到的電信號進行差分、功率放大、模數轉化操作，輸出反映持氣率信息的電壓信號；

所述電源模塊用于對測井儀進行供電；

所述定時器模塊用于對近紅外吸收式多探測點相關測量系統進行智能調控。

5.根據權利要求4所述的一種水平氣液兩相流近紅外多探測點多參數測井儀的控制終端，其特征在于：所述主控制器模塊的工作步驟如下：

(1)計算上游近紅外光強信號{x(i)}和下游近紅外光強信號{y(i)}兩個時間序列的積分序列和將積分序列切分成N-s個重疊區間R_x,i(k)和R_y,i(k)(i≤k≤i+s)，每個區間包含s+1個值，其中s為上、下游兩路近紅外光強信號時間序列的時間域s；

(2)利用去趨勢互相關分析法計算上下游近紅外光強信號時間序列{x(i)}和{y(i)}去趨勢協方差之和利用去趨勢波動分析法計算上游信號時間序列{x(i)}去趨勢協方差之和F_x,x(s)和下游信號時間序列{y(i)}去趨勢協方差之和F_y,y(s)，上下游近紅外光強信號的互相關水平可通過計算互相關系數ρ_x,y(s)得出；

式中，和分別表示對上下游光強信號時間序列{x(i)}和{y(i)}在每個積分序列區間內子信號進l階多項式擬合得到的局部趨勢，之后，建立互相關系數矩陣并求逆：

(3)計算并評價上、下游兩路近紅外光強信號時間序列{x(i)}和{y(i)}之間的局部互相關水平，定義為：

ρ_DPCCA(x,y,s)是關于上、下游兩路近紅外光強信號時間序列在時間域s的函數，通過改變過程中s值大小，可得到上游近紅外光強信號{x(i)}和下游近紅外光強信號{y(i)}在不同時間尺度下的相關系數；

流量f為：

f＝(L/s)*a_p (9)

式(9)中L為上下游距離，a_p為測井儀管道的橫截面積。