生产测井油气水多相流测量方法与传感技术研究PDF电子书下载

第1章 油气水多相流参数检测技术概述 1

1.1电导传感器多相流测量技术研究现状 1

1.1.1多探针电导传感器 2

1.1.2截面多极电导传感器 2

1.1.3纵向多极电导传感器 3

1.2油气水三相流持气率测量技术研究现状 3

1.2.1非光学传感持气率测量技术 3

1.2.2光纤传感器持气率测量技术 4

1.3电磁流量测量技术研究现状 5

1.3.1电磁传感器建模仿真及结构优化技术 5

1.3.2电磁流量计在油田生产测井中的应用 6

1.4相关流量测量技术研究现状 7

1.4.1相关测量技术在多相流流量测量中的应用 7

1.4.2电磁传感与相关技术结合的流量测量方法 7

参考文献 8

第2章 电导传感器敏感场理论分析 15

2.1电导传感器测量原理 15

2.1.1电导法持水率测量原理 16

2.1.2相关法流速测量原理 16

2.2均匀介质时电导传感器内部敏感场分布 17

2.2.1传感器内部敏感场分布理论模型 18

2.2.2理想情况下传感器内部敏感场分布 20

2.2.3激励电流漏失情况下传感器内部敏感场分布 23

2.3非均匀介质时电导传感器输出响应特性 25

2.3.1传感器对单个柱状油泡的响应特性 25

2.3.2传感器对多个球状油泡的响应特性 28

2.3.3环状流型下传感器的响应特性 32

参考文献 34

第3章 电导传感器结构参数优化设计 36

3.1电导传感器敏感特性分析 36

3.1.1电导传感器有限元模型 36

3.1.2电导传感器空间灵敏度分布 38

3.1.3电导传感器空间滤波特性 40

3.1.4电导传感器频率响应特性 42

3.2激励屏蔽持水率测量电导传感器优化设计 44

3.2.1屏蔽电极可行性理论分析 45

3.2.2激励电极和测量电极结构优化 49

3.2.3屏蔽电极结构优化 51

3.3阵列相关流速测量电导传感器优化设计 53

3.3.1阵列相关电导传感器结构设计 53

3.3.2阵列相关电导传感器结构优化 55

参考文献 56

第4章 电导式持水率与流速测量仪研制 57

4.1电导式持水率测量仪研制 57

4.1.1系统硬件设计 58

4.1.2系统软件设计 65

4.2电导式流速测量仪研制 70

4.2.1系统硬件设计 70

4.2.2系统软件设计 80

参考文献 86

第5章 电导式持水率与流速测量仪实验结果分析 87

5.1电导式持水率测量仪实验结果分析 87

5.1.1室内实验结果分析 87

5.1.2油水两相动态实验结果分析 89

5.1.3油田现场试验 93

5.2电导式流速测量仪实验结果分析 98

5.2.1室内实验结果分析 98

5.2.2油水两相动态实验结果分析 100

5.2.3油田现场试验 103

参考文献 110

第6章 光纤探针持气率测量基本理论与优化技术 111

6.1光纤探针相态检测工作原理 111

6.2光纤探针敏感头材质优化设计 114

6.3光纤探针敏感头形状优化设计 116

6.3.1敏感头形状优化基本原理 116

6.3.2敏感头形状优化方法实现 120

6.4光纤探针敏感头锥角优化设计 123

6.4.1敏感头灵敏区域仿真分析 124

6.4.2敏感头对流体流动影响分析 128

6.5光纤探针光路系统优化设计 130

6.5.1耦合光路优化设计 131

6.5.2光源光路优化设计 135

参考文献 137

第7章 光纤探针响应特性分析与阵列结构优化设计 138

7.1光纤探针响应特性分析 138

7.1.1气泡在油气水三相流中的存在形式 138

7.1.2探针垂直刺穿气泡中心位置时的响应特性 140

7.1.3探针垂直刺穿气泡不同位置时的响应特性 141

7.1.4探针倾斜刺穿气泡不同角度时的响应特性 143

7.2阵列光纤探针结构优化设计 144

7.2.1阵列光纤探针结构设计 145

7.2.2油气水三相流含气率分布仿真分析 146

7.2.3阵列光纤探针结构优化实现 151

参考文献 155

第8章 光纤探针持气率测量仪研制与实验结果分析 156

8.1光纤探针持气率测量仪整体结构设计 156

8.2光纤探针持气率测量仪控制系统设计 157

8.2.1控制系统整体设计思想 158

8.2.2信号放大和A/D转换模块设计 160

8.2.3 PIC单片机Manchester码编码模块设计 162

8.2.4差分功率放大和电源供电模块设计 166

8.3光纤探针持气率测量仪实验结果分析 167

8.3.1室内实验结果分析 167

8.3.2动态实验结果分析 169

8.3.3油田现场试验结果分析 172

参考文献 177

第9章 电磁法流量测量基本原理与权重函数分析 178

9.1电磁法流量测量基本原理 178

9.1.1电磁法流量测量传感理论 178

9.1.2电磁相关法流量测量原理 180

9.1.3多对电极电磁相关法流量测量原理 182

9.2电磁法流量测量权重函数分析 184

9.2.1权重函数与虚电流 184

9.2.2单对电极径向权重函数分析 186

9.2.3多对电极径向权重函数分析 191

参考文献 195

第10章 电磁传感器磁场分布与响应特性分析 197

10.1电磁传感器磁场分布 197

10.1.1矩形励磁线圈磁场分布 197

10.1.2马鞍形励磁线圈磁场分布 201

10.2电磁传感器响应特性分析 205

10.2.1单对电极电磁传感器响应特性分析 206

10.2.2多对电极电磁传感器响应特性分析 211

参考文献 212

第11章 电磁传感器结构参数优化设计 214

11.1小管径电磁传感器励磁结构优化 214

11.1.1小管径电磁传感器励磁结构模型 214

11.1.2螺线管线圈、磁芯参数优化设计 216

11.1.3螺线管线圈相距距离优化设计 219

11.2电磁相关传感器结构优化设计 220

11.2.1励磁线圈轴向长度优化设计 221

11.2.2上下游检测电极间距优化设计 227

11.2.3多对电极电磁法传感器电极数目优化 231

参考文献 233

第12章 电磁法流量测量仪研制与实验结果分析 234

12.1油井下小管径电磁法流量测量仪研制 234

12.2电磁法流量测量仪驱动电路设计 237

12.2.1电磁流量计励磁驱动电路设计 239

12.2.2电磁流量计信号处理电路设计 241

12.3动态实验及结果分析 249

12.3.1垂直单相水流流量测量实验结果 250

12.3.2垂直油水两相流流量测量实验结果 252

12.4油田现场试验结果分析 254

参考文献 259