油气水多相流电容层析成像灵敏场仿真研究
2012-03-17王晓蕾
电子设计工程 2012年17期
关键词:测量
阚 哲,王晓蕾
(辽宁石油化工大学 辽宁 抚顺 113001)
从油井中开采出来的原油为油气水多相流,准确测量各分相含量至关重要,直接影响到原油的计算精度。长期以来测量各分相的主要方法为分离后测量各自的组分,然而采用的分离技术设备复杂、庞大,性价比低。过程层析成象技术[1]是二十世纪80年代中、后期正式形成和发展起来的,一种以两相流或多相流为主要对象的过程参数分布状况的在线实时监测技术[2],是一种在非侵入被测对象的情况下,通过断层成像揭示对象内部结构的一种技术,可以广泛应用于石油、化工、电力及冶金等行业中的两相流测量。PT技术具有如下优点[3-5]:
1)敏感阵列采用非接触或非侵入(有接触但不破坏或干扰流体的流动)方式;
2)可实现多点,截面分布式测量;
3)能获得管道或设备内部两相/多相介质的二维/三维分布信息;
4)在线可视化监控;
5)结构简单、成本低、响应速度快、无辐射等优点。
PT技术经过几十年的发展,目前已有十几种基于不同敏感机理的PT技术问世。而电容层析成像技术以其性价比高及应用广泛吸引着广大学者,由于油气水三相介电常数有明显的不同,电容层析成像就可以完成各分相含量的在线测量。文中以电容层析成像过程灵敏度的计算为研究对象,对其进行了仿真研究,并对几种成像算法进行了比对(暂以油气两相为测量对象),突出了电容层析成像灵敏度计算的重要性。
1 电容层析成像系统模型
ECT系统采用的激励电压频率为几百千赫兹到几兆赫兹,因此可以将ECT传感器的敏感场看成是静电场[6]。……
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