發(fā)布時(shí)間：2017-06-26 02:21

  本文關(guān)鍵詞：光纖—阻抗三相流組合測(cè)井儀的電路設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,國(guó)內(nèi)陸上老油田大多處于中后期開采階段,油井中普遍存在低產(chǎn)液、高含水、三相流的現(xiàn)象。識(shí)別三相流的流動(dòng)狀態(tài)、測(cè)量總流量及各相含率對(duì)油田的開發(fā)非常重要。由于三相流流動(dòng)極端復(fù)雜,其參數(shù)檢測(cè)難度較大,因此目前尚沒有成熟的準(zhǔn)確測(cè)量油井內(nèi)三相流參數(shù)的技術(shù)。本課題采用光纖傳感器、阻抗式含水率計(jì)、渦輪傳感器等多種傳感器相組合,實(shí)現(xiàn)油井內(nèi)的油氣水三相流的測(cè)量。其中光纖探針傳感器對(duì)氣相敏感,可以測(cè)出井下的持氣率;阻抗式含水率計(jì)對(duì)水相敏感,可以測(cè)出井下的含水率;通過渦輪流量計(jì)測(cè)出三相流總流量,通過資料的綜合解釋,可以實(shí)現(xiàn)井下油氣水三相流的測(cè)量。基于上述方案,設(shè)計(jì)了光纖-阻抗-渦輪三相流組合測(cè)井儀的總體結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了以FPGA為核心部件的井下儀器電路,實(shí)現(xiàn)了信號(hào)調(diào)理、數(shù)據(jù)編碼、數(shù)據(jù)傳輸和信號(hào)采集。對(duì)原理實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行加工,在多相流實(shí)驗(yàn)裝置的垂直井筒內(nèi)進(jìn)行油氣水三相流實(shí)驗(yàn)。采集光纖傳感器和阻抗含水率傳感器的信號(hào),將數(shù)據(jù)傳至上位機(jī)。分別制作三相流條件下光纖傳感器響應(yīng)-氣相流量圖版和阻抗傳感器響應(yīng)-含水率圖版。結(jié)果表明,在三相流條件下,當(dāng)油水兩相總流量一定時(shí),光纖傳感器對(duì)氣相流量有顯著的分辨能力,而對(duì)油水比例不敏感;阻抗傳感器對(duì)液相含水率分辨能力良好,其響應(yīng)值隨氣相流量增加向液相含水率降低方向偏移。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,該樣機(jī)測(cè)量油氣水三相流是可行的。
【關(guān)鍵詞】：油氣水三相流 光纖探針 阻抗式含水率計(jì) FPGA
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P631.83;TE937
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 產(chǎn)出剖面測(cè)井面臨的主要困難9
• 1.2 三相流測(cè)井技術(shù)的現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 電導(dǎo)相關(guān)流量計(jì)10-11
• 1.2.2 電磁流量計(jì)11-12
• 1.2.3 渦輪流量計(jì)12-13
• 1.2.4 光纖探針傳感器13
• 1.2.5 放射性低能源含水率-密度計(jì)13
• 1.2.6 阻抗式含水率計(jì)13-14
• 1.3 課題的研究背景及研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.1 課題的研究背景14
• 1.3.2 本課題的主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4 論文的章節(jié)安排15-16
• 第二章 光纖-阻抗三相流測(cè)井組合儀測(cè)量原理及樣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-26
• 2.1 光纖傳感器的測(cè)量持氣率的原理16-17
• 2.2 光纖探針傳感器的探針形狀的優(yōu)化17-20
• 2.3 光纖探針傳感器的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20
• 2.4 光纖探針傳感器在空氣、全水下的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及穩(wěn)定性分析20-21
• 2.5 阻抗式含水率計(jì)21-22
• 2.6 渦輪流量計(jì)22-23
• 2.7 光纖-阻抗三相流組合測(cè)井儀樣機(jī)的儀器結(jié)構(gòu)23-25
• 2.7.1 集流傘裝置23-24
• 2.7.2 光纖-阻抗三相流組合測(cè)井儀的制作24-25
• 2.8 本章小結(jié)25-26
• 第三章 光纖-阻抗三相流組合測(cè)井儀的電路設(shè)計(jì)26-37
• 3.1 硬件電路總體設(shè)計(jì)26
• 3.2 儀器電源模塊設(shè)計(jì)26-28
• 3.3 阻抗傳感器激勵(lì)信號(hào)生成模塊28-30
• 3.4 阻抗傳感器信號(hào)處理模塊30
• 3.5 光纖信號(hào)處理模塊30-32
• 3.6 渦輪信號(hào)處理模塊32-33
• 3.7 AD采集模塊33
• 3.8 FPGA核心處理器模塊33-34
• 3.9 信號(hào)傳輸模塊34-35
• 3.10 PCB制板35-36
• 3.11 本章小結(jié)36-37
• 第四章 光纖-阻抗三相流組合測(cè)井儀的實(shí)驗(yàn)研究37-45
• 4.1 實(shí)驗(yàn)裝置介紹37-40
• 4.1.1 模擬井筒37-38
• 4.1.2 流量控制系統(tǒng)平臺(tái)38
• 4.1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)38-40
• 4.2 實(shí)驗(yàn)過程40-41
• 4.3 光纖-阻抗組合三相流測(cè)井儀的光纖探針實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析41-43
• 4.3.1 高含水下儀器的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖版41
• 4.3.2 高含水下儀器的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析41-42
• 4.3.3 液相含水率對(duì)儀器測(cè)量的影響42-43
• 4.3.4 儀器測(cè)量結(jié)果的影響因素分析43
• 4.4 阻抗含水率計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 結(jié)論45-46
• 參考文獻(xiàn)46-50
• 作者簡(jiǎn)介、發(fā)表文章及研究成果目錄50-51
• 致謝51-52

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