發(fā)布時間：2020-04-01 13:57

【摘要】：油氣水多相流普遍存在于油田開發(fā)中后期的油井中,油氣水三相流的參數(shù)檢測一直是現(xiàn)代石油工業(yè)關注的熱門問題之一,其中分相含率測量是油氣水三相流參數(shù)檢測中一個重要的研究內容,油氣水三相流的流動特性十分復雜,致使油氣水三相流分相含率的測量難度較大。為滿足油田生產的實際需要,本文以大慶油田的實際開發(fā)策略為背景,開展基于光纖探針的油氣水三相流分相含率測量技術研究。首先針對當前持氣率光纖探針傳感器測量參數(shù)單一的缺陷,提出單光纖測量油氣水三相流分相含率的研究思想,對藍寶石錐形光纖探針敏感頭進行三維數(shù)學建模理論分析,在此理論分析基礎上重新設計耦合光路并對藍寶石光纖探針傳感器結構模型進行優(yōu)化設計,從而最終確定一種基于多特征的油氣水三相流分相含率測量的新型雙接收端光纖探針傳感器。在此基礎上使用ZEMAX光學分析軟件建立仿真模型,分別對光源和探測器位置參數(shù)進行優(yōu)化設計研究。其次針對垂直上升管內油氣水三相流分相含率的估計問題,研究一種基于小波變換的信號去噪算法和基于自組織競爭神經網絡的K-means聚類算法相結合的信號處理方法。一方面解決本新型雙接收端光纖探針傳感器輸出響應信號易受噪聲干擾的問題,另一方面為本新型雙接收端光纖探針傳感器提供相應的信號處理方法,解決油氣水三相流分相含率測量問題。最后結合本新型雙接收端光纖探針傳感器結構和光纖輸出信號軟處理,實現(xiàn)單光纖油氣水三相流分相含率測量的預期目標,設計并研制用于油井井下油氣水三相流分相含率測量的新型雙接收端光纖探針傳感器,同時搭建油氣水三相流模擬實驗裝置平臺,利用油氣水三相流不同流量、不同工況下測量數(shù)據對光纖探針傳感器分相含率估計方法進行實驗驗證及結果對比分析。
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP212

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本文編號：2610546