Оценка покомпонентного состава газонефтеводяной смеси в промысловом трубопроводе

• Автор: Левашов, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава I. Газонефтеводяной поток как объект контроля параметров многокомпонентного многофазного потока
1.1 Критический обзор и анализ существующих методов контроля газонефтеводяного потока

1.1.1 Турбинные счетчики

1.1.2 Объемные (камерные) счетчики

1.1.3 Силовые (массовые) расходомеры

1.1.4 Ультразвуковые расходомеры

1.1.4.1 Основные реализации метода

1.1.4.2 Временные расходомеры

1.1.4.3 Фазовые методы
1.1.4.4 Частотные методы
1.1.4.5 Допплеровские расходомеры
1.1.4.6 Массовые ультразвуковые расходомеры
1.1.5 Лазерный метод
1.1.6 Диэлькометрический метод измерения
1.1.7 Измерение расхода методом контрольных “меток”
1.1.8 Радиоизотопный метод измерения
1.1.9 Датчики плотности (плотномеры)
1.1.10 Бесконтактные расходомеры для однородных жидкостей
1.1.11 Идентификаторы гидродинамической структуры потока
1.1.12 Измерители свободного газа в жидкости
1.1.13 Многокомпонентные бессепарационные расходомеры
1.2 Потоки нефтегазоводяных смесей как физический объект
1.2.1 Разновидности многофазных потоков
1.2.2 Основные характеристики многофазных потоков
1.2.3 Структура многофазных потоков
Глава И. Первичный преобразователь в системе радиоизотопных измерений газонефтеводяных потоков
2.1 Структура радиоизотопной измерительной системы для контроля параметров газонефтеводяных потоков
2.2 Разработка имитационной математической модели сигнала радиоизотопного преобразователя плотности на потоке товарной нефти
2.2.1 Физические основы радиоизотопного метода измерения
2.1.1.1 Прямое и рассеянное гамма излучение
2.1.1.2 Законы ослабления гамма-излучения контролируемой средой
2.1.1.3 Ослабление прямого гамма-излучения
2.1.1.4 Ослабление рассеянного гамма-излучения
2.2.2 Применение радиоизотопного метода для измерения газосодержания в потоке жидкости

2.2.2.1 Ослабление гамма-излучения потоком жидкости, содержащей свободный газ
2.2.2.2 Определение содержания свободного газа в потоке жидкости по показаниям радиоизотопного преобразователя плотности
2.2.3 Разработка имитационной математической модели сигнала радиоизотопного преобразователя на потоке товарной нефти, содержащей свободный газ
2.2.3.1 Априорная информация о гидродинамической структуре потоков товарной нефти и их особенностях
2.2.3.2 Постановка задачи моделирования
2.2.3.3 Разработка имитационной математической модели
2.2.3.4 Моделирование случайного процесса изменения газосодержания в потоке газожидкостной смеси
2.2.3.5 Моделирование случайного процесса изменения плотности чистой жидкости
2.2.3.6 Определение длительности чередующихся интервалов протекания чистой жидкости и газожидкостной смеси
2.2.4 Исследование качества разработанной имитационной математической модели
2.2.4.1 Постановка задачи
2.2.4.2 Метод исследования
2.2.4.2.1 Критерии для проверки состоятельности оценок
2.2.4.2.2 Критерий для проверки несмещенности оценки плотности распределения
2.2.4.2.3 Критерий для проверки несмещенности оценки экспоненциальной АКФ
2.2.4.2.4 Критерий для проверки состоятельности и несмещенности оценки АКФ белого шума
2.2.4.3 Эффективность методики моделирования
Глава III. Поверочные средства радиоизотопных первичных преобразователей и поверочные схемы
3.1 Средства и методы градуировки и поверки расходоизмерительных систем
3.1.1 Образцовые расходомерные установки, принцип действия, конструктивные и метрологические особенности
3.1.2 Статические и динамические расходомерные установки
3.1.3 Специальные установки для воспроизведения больших значений расхода
3.1.4 Образцовые установки для воспроизведения расхода газообразных сред
3.1.5 Метрологическая аттестация образцовых расходомерных установок
3.1.6 Градуировка и поверка расходомеров
3.1.6.1 Градуировка расходомеров
3.1.6.2 Поверка расходомеров
3.2 Эталоны газонефтеводяных потоков 1-го и 2-го разрядов: устройство,
принцип действия, погрешность
Глава IV. Экспериментально-производственные испытания радиоизотопного первичного преобразователя
4.1 Принцип действия индикатора "Нефтемер"
4.2 Устройство и работа индикатора "Нефтемер"
4.3 Ограничения на свойства потоков контролируемой среды и параметры трубопровода
4.4 Метрологические характеристики
4.5 Общие требования к размещению измерительного первичного преобразователя
4.6 Градуировка приборов в лабораторных и производственных условиях
Заключение
Список проработанной литературы
Выводы
В качестве преобразователей расхода обычно используются следующие типы датчиков расхода:
- турбинные счетчики расхода
- объемные счетчики расхода
- массовые счетчики расхода
- ультразвуковые расходомеры
Турбинные счетчики малогабаритны и дешевы, но на их показания оказывают большое влияние вид продукта, расход и вязкость. Кроме того, их сложно устанавливать и обслуживать. Рекомендуется применять их в основном для учета однородных продуктов, вязкость которых в процессе эксплуатации может изменяться только в пределах, допустимых для данного типа счетчика.
Объемные счетчики можно применять для широкой номенклатуры продуктов. Их достоинством является стабильность метрологических характеристик, меньшая зависимость от вида продукта и вязкости. К недостаткам относятся их громоздкость, сложная конструкция, не очень широкий диапазон расходов и высокая стоимость.
Ультразвуковые расходомеры обеспечивают высокую точность измерений, не зависящую от вязкости, отсутствие механических деталей и износа, широкий динамический диапазон, отсутствие гидравлического сопротивления потоку, очень малые потери давления, возможность измерения расхода в обоих направлениях потока.
Массовые счетчики (в основном кориолисового типа) наиболее универсальны и могут применяться для учета всех видов продуктов.
Общим недостатком всех перечисленных счетчиков за исключением ультразвуковых является создание гидравлического сопротивления потоку, и, как следствие, падение давления на счетчике. Кроме того, свободный газ, находящийся в потоке товарной нефти, отрицательно влияет на метрологические характеристики расходомеров всех перечисленных типов.