双能γ射线油气水多相流相含率测量技术研究

主要研究了基于放射性同位素镅(241Am)及放射性同位素铯(137Cs)两种核素的双能γ射线系统,设计制造了一套多通道前放及脉冲成形放大器、可编程脉冲计数式数据采集系统及探测器高压电源系统,推导了双能γ射线测量方程,讨论了双能γ射线测量方程出现线性相关的条件和提高测量精度应采取的测量技术手段.通过实验数据的分析,发现该双能γ射线系统存在明显的测量误差.在进一步分析实验数据的基础上,找到了产生误差的物理原因,即高能级γ射线产生的康普顿散射的影响,并据此引入了相应的测量修正算法,该修正算法明显改善了系统的测量误差,使该双能γ射线多相含率测量系统实现工业应用成为可能.     

过程成像技术在多相混输计量方面的应用

油、气、水三相混输的流量计量和流态识别等问题仍然是石油工业中亟待解决的重要问题.本文主要讨论基于过程成像的多相计量技术的发展现状、技术特点及其在多相计量方面的应用前景,分析、比较了现有典型的基于过程成像的多相计量技术.     

油水两相流粘度变化对涡轮流量计测量影响的实验研究

利用涡轮流量计测量了油水两相流动时的混合速度,重点研究了油相粘度变化和流量计入口油水相含率变化对测量精度的影响.实验采用了七种不同的油相粘庹(50,160,225,400,700,1100,1450mPa·s),并在含油率0-100%范围内记录了292组不同油水混合流量下的测量值.研究结果表明,当油相粘度为低粘值50和160mPa·s时,涡轮流量计的测量误差较小,且不受入口油相含率的影响,绝对误差均在±5%以内.当油相粘度大于225mPa·s时,随着入口油相含率的增加,误差逐渐增大.当油相粘度进一步提高到1100mPa·s以上时,涡轮流量计在较低的入口油相含率下进入非线性失效区.此外,实验数据还显示,用涡轮流量计测量油水混合流速时,测量结果对油水两相流流型不敏感.     

油水两相流动压降的实验研究

本文通过实验观察了油水两相在倒U型管和水平管中的流动.实验管线为从入口到分离器长约28 m,内径50 mm的透明有机玻璃管,其中包含一个倒U型管.文中针对不同表观流速和油相百分比,给出了实验管段的压降曲线;对比油水的单相流动和混合流动,得出油水两相流动的压降大于单相水的压降,而小于单相油压降的结论.