Круговой детектор концентрации взвешенных капель нефти и твердых частиц в сточных промысловых водах

• Автор: Мягченков, Алексей Витальевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 155 с. : ил. + Прил. (Компакт-диск)

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
ГЛАВА 1. МОНИТОРИНГ КОНЦЕНТРАЦИИ
ВЗВЕШЕННЫХ КАПЕЛЬ НЕФТИ И ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В СТОЧНЫХ ПРОМЫСЛОВЫХ ВОДАХ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Взвешенные капли нефти и твердые частицы
в сточных промысловых водах - как объект контроля
1.2. Информационная значимость мониторинга
концентраций ВКН и ТВЧ в СПВ в структуре АСУ ТП ДН
1.3. Методы и средства мониторинга концентрации ВКН и ТВЧ в СПВ
1.3.1. Краткая классификация методов контроля качества СПВ
1.3.2. Оптические методы измерения
концентрации ВКН и ТВЧ в СПВ
1.3.3. Многоугловые детекторы концентрации ВКН и ТВЧ в СПВ
1.3.4. Программный метод повышения точности
измерения детекторов ВКН и ТВЧ в СПВ
1.4. Обсуждение результатов анализа
1.5. Выводы по главе. Постановка задач дальнейших исследований
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛНОЙ ИНДИКАТРИСЫ
РАССЕЯНИЯ И ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ
ДЕТЕКТИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ВЗВЕШЕННЫХ КАПЕЛЬ
НЕФТИ И ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ В СТОЧНЫХ ПРОМЫСЛОВЫХ ВОДАХ
2.1. Построение базиса для математического описания
процессов рассеяния лазерного излучения на ВКН и ТВЧ в СПВ
2.2. Математическое описание процессов рассеяния
2.2.1. Рассеяние на нефтяных частицах
2.2.2. Рассеяние на твердых частицах

2.2.3. Результаты численных экспериментов
2.2.4. Выводы по разделу
2.3. Примеры реализации круговым детектором
основных турбидо-нефелометрических схем
2.3.1. Реализация круговым детектором
турбидиметрической схемы
2.3.2. Реализация круговым детектором
нефелометрической схемы
2.3.3. Реализация круговым детектором
логометрической четырехлучевой схемы
2.3.4. Реализация круговым детектором многоугловой схемы
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ КРУГОВЫХ ДЕТЕКТОРОВ КОНЦЕНТРАЦИИ НА БАЗЕ МЕТОДА ПОЛНОЙ ИНДИКАТРИСЫ РАССЕЯНИЯ ВЗВЕШЕННЫХ КАПЕЛЬ НЕФТИ И ТВЕРДЫХ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ В СТОЧНОЙ ПРОМЫСЛОВОЙ ВОДЕ
3.1. Круговой детектор для раздельного измерения
концентрации ВКН и ТВЧ в СПВ
3.1.1. Структурная схема кругового детектора
3.1.2. Основные алгоритмы работы кругового детектора
3.2. Экспериментальный стенд для исследования
характеристик кругового детектора
3.2.1. Расчет оптической части экспериментального
стенда и методика ее юстировки
3.2.2. Конструкция экспериментального стенда
3.2.3. Методика обработки проб
и результаты измерений концентраций ТВЧ и ВКН
3.2.4. Применение полимеров КСА для реализации
эффекта Томса и измерение их концентрации в СПВ
3.2.5. Выводы по разделу
3.3. Методологические и аппаратные
погрешности круговых детекторов
3.3.1. Основные сведения об ошибках
нефелометрических приборов
3.3.2. Классификация и оценка источников

погрешности метода полной индикатрисы
3.3.3. Расчет составляющих суммарной погрешности
3.4. Методы минимизации основных погрешностей измерений
3.4.1. Метод компенсации погрешностей, основанный
на применении дополнительного фотоприемника
3.4.2. Метод компенсации погрешностей,
основанный на интерполяции индикатрисы рассеяния
3.4.3. Метод компенсации погрешностей,
основанный на применении ИНС
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. КРУГОВЫЕ ДЕТЕКТОРЫ КОНЦЕНТРАЦИИ
ВЗВЕШЕННЫХ КАПЕЛЬ НЕФТИ И ТВЕРДЫХ
ЧАСТИЦ В ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА
КАЧЕСТВА СТОЧНЫХ ПРОМЫСЛОВЫХ ВОД
4.1. Лабораторный детектор концентрации ВКН и ТВЧ ДКВЧ-М-840-Л
4.1.1. Назначение и конструкция детектора ДКВЧ-М-840-Л
4.1.2. Результаты внедрения детектора ДКВЧ-М-840-Л
4.2. Детекторы концентрации взвешенных
частиц ДКВЧ-М-840-П и ДКВЧ-М-280/840-П
4.2.1. Назначение и конструкция детекторов
4.2.2. Результаты внедрения детекторов
ДКВЧ-М-840-П и ДКВЧ-М-280/840-П
4.2.3. Выводы по разделу
4.3. Включение детектора в структуру трубопровода
4.4. Информационная структура АСУ ТП добычи нефти
4.4.1. Структура современной АСУ ТП добычи нефти
4.4.2. Применение искусственных нейронных сетей в
структуре АСУ ТП ДН в канале мониторинга качества СПВ
4.4.3. Расширенная информационная
структура АСУ ТП добычи нефти с повышенной
эффективностью мониторинга качества СПВ
4.4.4. Выводы по разделу
4.5. Выводы по главе

1.5. Выводы по главе. Постановка задач дальнейших исследований
Цель настоящей работы состоит в решении важной научно-технической проблемы - улучшении метрологических и технико-экономических характеристик детекторов концентрации ВКН и ТВЧ в СПВ.
По данным научно-технической литературы была определена высокая информационная значимость мониторинга качества СПВ в технологическом процессе добычи товарной нефти. Было показано, что создание в структуре АСУ ТП ДН слоя мониторинга концентрации ВКН и ТВЧ в СПВ во многом осложняется ограниченными возможностями существующей АИА. Проведен сравнительный анализ существующих методов и средств измерения концентрации ВКН и ТВЧ в СПВ, который показал, что наиболее перспективными методами являются методы измерения полной индикатрисы рассеяния ВКН и ТВЧ в СПВ. Измерение полной индикатрисы рассеяния ВКН и ТВЧ в СПВ позволяет значительно повысить оперативность и точность, увеличить объем информации, собираемой за один цикл измерений, при обеспечении их полной автоматизации. Кроме того исключаются факторы, снижающие надежность многоугловых детекторов концентрации, - большое количество каналов измерений, необходимость их подстройки и обеспечения идентичности измерительных характеристик и т.д. На основе обобщенного анализа сделан вывод, что использование данного метода позволит нивелировать метрологические и технические недостатки существующих приборов.
Таким образом, существуют определенные резервы и возможности для достижения поставленной цели по улучшению метрологических и технико-экономических характеристик детекторов концентрации ВКН и ТВЧ в СПВ.
Сформулируем задачи дальнейших исследований:
Математическое моделирование рассеяния лазерного излучения на ВКН и ТВЧ в СПВ с учетом их физико-химических особенностей и определение возможностей рефлекто-нефелометрического разделения концентрации по типу частиц; обоснование необходимости применения методов измерения полной индикатрисы рассеяния для улучшения метрологических и технико-экономических характеристик детекторов концентрации ВКН и ТВЧ в СПВ.
Разработка метода кругового детектирования концентраций на основе измерения полной индикатрисы рассеяния ВКН и ТВЧ в СПВ; анализ основных составляющих погрешностей измерений и их экспериментальная верификация; разработка методов минимизации и компенсации основных составляющих погрешностей измерений.
Проектирование и создание круговых детекторов концентраций ВКН и ТВЧ в СПВ на базе разработанных методов; определение принципов построения расширен-