Повышение эффективности контроля расхода и компонентного состава нефти в трубопроводе

• Автор: Моисеев, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

ГЛАВА 1. НЕФТЬ В ТРУБОПРОВОДЕ, КАК МНОГОФАЗНЫЙ МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ ПОТОК. ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПОТОКОВ (МКП)

1.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ОДНО- И ДВУХФАЗНЫХ СРЕД

1.1.1 Ультразвуковой метод

1.1.2 Радиационно-акустический метод

1.1.3 Радиоизотопный метод

1.2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, ОБОСНОВАНИЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ МКП

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И СИГНАЛОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ НЕФТЯНОГО ПОТОКА КАК ГЕТЕРОГЕННОЙ СРЕДЫ

2.1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И СТРУКТУРА

АППАРАТУРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕД

2.1.1. Назначение и область применения измерительной аппаратуры

2.1.2. Интеллектуализация измерения гидродинамических параметров
гетерогенных сред интеллектуальной информационно измерительной системой (ИИИС)
2.1.3. Структура ИИИС измерения гидродинамических параметров гетерогенных
сред
2.1.4. Архитектурная платформа открытых систем
2.1.5. Измерительный интерфейс
2.1.6. Вычислительный блок ИИИС
2.1.7. Операционная система
2.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИИИС
2.2.1. Радиоизотопный преобразователь
2.2.2. Оптико-акустический преобразователь
2.2.3. Контроллер интеллектуального датчика
2.2.4. Центральный процессор ИИИС
2.2.5. CAN- контроллер
2.2.6. Контроллер локальной сети EtherNet
2.3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ (ПО) ИИИС
2.3.1. ПО интеллектуального датчика
2.3.2. ПО центрального процессора
2.3.3. ПО автоматического рабочего места оператора
2.4. ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ ОБРАЗЕЦ РАСХОДОМЕРА НЕФТИ
3.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА
3.2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМУ ОБРАЗЦУ
3.3. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, УСТРОЙСТВО, КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ, ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА
4.1. Экспериментальные исследования на лабораторных стендах
4.2. Экспериментальные исследования на натурных стендах
4.3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

В настоящее время гетерогенные среды широко встречаются во многих отраслях промышленности, при пневмо- и гидротранспорте, добыче, сборе, транспортировке и переработке твердых, жидких и газообразных полезных ископаемых, в энергетике и военной технике. Особое внимание среди них уделяется газожидкостным потокам в трубопроводах. Трубопроводный транспорт получил настолько широкое применение, что в 60-х годах прошлого века возникла и стала бурно развиваться самостоятельная отрасль гидродинамики - гидродинамика газожидкостных потоков в трубопроводах [29, 37]. Одна из особенностей этой отрасли науки состоит в том, что свойства объектов, которые она изучает, изменяются в очень широких пределах. Это происходит из-за того, что в широких пределах изменяются как свойства жидкостей и газов, образующих потоки, так и их относительное друг друга содержание и термодинамическое состояние. При этом гидродинамические параметры газожидкостных потоков зависят также от геометрических характеристик трубопровода, физических и химических свойств материала, из которого он изготовлен, шероховатости стенок и ориентации трубопровода относительно вектора силы тяжести.
Специфическая особенность газожидкостных потоков состоит в том, что мгновенные значения их гидродинамических параметров изменяются случайным образом - флуктуируют. Усредненные характеристики этих флуктуаций влияют на ход процессов, в которых газожидкостные потоки играют роль агентов, не меньше, а часто даже больше, чем средние значения гидродинамических параметров газожидкостных потоков.
Большое число влияющих факторов, трудно поддающихся учету, затрудняло создание точной обобщенной теоретической модели газожидкостного потока и определило индуктивный путь развития гидродинамики газожидкостных потоков. В ходе этого развития происходило накопление очень большого количества экспериментальных данных, их

- наличие подсистем обучения для оценивания параметров процедур принятия решений о состоянии потока.
Развитие методической базы теории измерений позволило предъявлять новые требования к интеллектуальным системам:
- требование метрологической обоснованности результатов измерения, включающих процедуры принятия решений;
- наличие встроенного метрологического контроля результатов измерения.
Для выполнения поставленных целей бесконтактного измерения гидродинамических параметров гетерогенных сред в данной работе предложена ИИС, обладающая свойствами интеллектуальной измерительной системы.
1. В процесс измерения включена стохастическая модель потока гетерогенных сред, как модель наличия состояний потока (гомогенное состояние, наличие двух фаз в потоке, наличие трех фаз в потоке и т.п.). Модель смены состояний потока в виде цепи Маркова подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями. Стохастическая модель потока в каждом состоянии представлена статистическими характеристиками потока: средним значением, дисперсией, структурной или автокорреляционной функцией, функцией спектральной плотности мощности.
2. Параметры модели: вероятности состояний потока, вероятности переходов между состояниями потоков, статистические характеристики потока в каждом состоянии должны быть получены в процессе полунатурных испытаний на специальной метрологической установке. Полученные значения параметров модели следует уточнить при натурных испытаниях ИИС и в процессе эксплуатации по мере накопления информации
3. Измерительный эксперимент, связанный с определением состояний потока и с оценкой параметров модели должен быть тщательно спланирован для получения достоверных оценок.