試論頻率分析法用于兩相流體的流量測(cè)量(編輯修改稿)
2025-07-19 19:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 由于ki、Δti與voi皆為隨機(jī)變量，故∑ki，∑voiki與f*在M值趨于一個(gè)較大數(shù)時(shí)，會(huì)向一個(gè)平均真值逼近。令 則式(5)轉(zhuǎn)變?yōu)楠场 。?）式中 fM——tM時(shí)間內(nèi)M個(gè)油珠依次經(jīng)過含水傳感器敏感區(qū)產(chǎn)生的平均脈沖頻率； voi——油珠相對(duì)于水相的滑脫速度； Q——油水混合液流體流量； S——井筒截面積； L——探頭敏感區(qū)長(zhǎng)度； N——傳感器的敏感縫數(shù)(N≥2)； KK′f*——統(tǒng)計(jì)平均值。 從以上各式可以看出，K1，K′1，f*均與流量有著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)一定時(shí)，KK′f*都是流量的函數(shù)。當(dāng)流量固定時(shí)，KK′f*是一個(gè)常量，因此，混合液的流體流量與擾動(dòng)信號(hào)的平均頻率呈一定的函數(shù)關(guān)系。這種函數(shù)關(guān)系不是線性的，但卻是單調(diào)變化的。這種函數(shù)關(guān)系建立于統(tǒng)計(jì)平均的基礎(chǔ)之上，它要求采集到的脈沖數(shù)目越多越好，但這會(huì)使采樣時(shí)間與處理時(shí)間過長(zhǎng)，從而對(duì)測(cè)量不利。因此在保證測(cè)量精度和響應(yīng)速度的條件下，應(yīng)把采樣脈沖數(shù)限制在一定范圍之內(nèi)?！ ∮捎谟椭椴豢赡苋恳来谓?jīng)過探頭敏感區(qū)，而是隨機(jī)通過，可以認(rèn)為在M個(gè)油珠中有M′個(gè)是依次通過的，M－M′個(gè)是隨機(jī)插入，同樣可以得到tM時(shí)間內(nèi)M個(gè)油珠經(jīng)過含水傳感器敏感區(qū)時(shí)產(chǎn)生的擾動(dòng)脈沖頻率為 ?。?）式中， 由于M′＜M，因此ki比無隨機(jī)插入時(shí)增大，故K2＞K1，K′2＞K′f*′＞f*。這導(dǎo)致信號(hào)頻率的升高，同時(shí)M′是個(gè)不確定的值，在流量不變時(shí)，f′不再固定不變，這使得f*′M 的值會(huì)發(fā)生波動(dòng)，從而影響頻率測(cè)量的重復(fù)性。因此可以認(rèn)為影響頻率重復(fù)性的主要原因是油珠的隨機(jī)插入，且插入數(shù)量相對(duì)于總數(shù)量越大，數(shù)據(jù)的波動(dòng)越劇烈。為了減小油珠的這種隨機(jī)插入作用，可以將傳感器探頭的敏感區(qū)長(zhǎng)度適當(dāng)縮短，同時(shí)相應(yīng)減少敏感縫的數(shù)量。含水傳感器探頭的設(shè)計(jì)應(yīng)使得傳感器只能檢測(cè)到靠近探頭敏感區(qū)的油珠。對(duì)于徑向遠(yuǎn)離油珠產(chǎn)生的影響必須大大消弱，最后通過程序處理加以消除。信號(hào)與數(shù)據(jù)處理 1． 信號(hào)的電路處理 由含水傳感器接收到的電壓信號(hào)是一種脈動(dòng)的低頻幅值較大的混合信號(hào)，其中高值低頻分量代表平均含水率值，高頻脈動(dòng)分量代表反映流量信息的油珠速度信號(hào)，因此必須對(duì)這一混合信號(hào)進(jìn)行分離處理。含水傳感器的脈動(dòng)含水信號(hào)首先經(jīng)過線性衰減，隔離放大，然后一路信號(hào)經(jīng)過高階低通濾波，形成含水率平均值輸出。另一路信號(hào)通過一個(gè)帶寬為14 Hz（6～14 Hz）的帶通濾波器，將原始信號(hào)的高頻分量放大后送入一個(gè)銳截止的低通濾波器，濾除50 Hz以上的工頻干擾，形成僅反映流量信息的油珠速度信號(hào)。這兩路模擬信號(hào)分別饋入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理?！ ?． 數(shù)據(jù)處理 經(jīng)過計(jì)算機(jī)的采樣、判斷、計(jì)算和補(bǔ)償，最后得到有效平均頻率值。由式(6)和式(7)看出，測(cè)量含水脈動(dòng)信號(hào)的有效頻率可以反映出油水混合液的流量變化。圖2為計(jì)算機(jī)采樣處理程序
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1