Исследование и разработка метода измерения и ИИС расхода многофазных потоков нефтегазовых скважин

• Автор: Южанин, Виктор Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Введение

Глава 1. Методы и средства многофазной расходометрии;

1.1. Расходомеры Agar серии MPFM

1.2. Расходомер Roxar MPFM 1900VI Non-gamma

1.3. Расходомер РГЖ-001 НИИИС

1.4. Расходомеры Schlumberger (бывш. Framo)

1.5. Экспертная система многофазной расходометрии ESMER

1.6. Расходомеры серии ПОТОК

Глава 2. Исследование и разработка эвристического метода

измерения многофазных потоков

2.1. Идея эвристического метода

2.2. Исследование и разработка эвристического метода измерения
многофазных потоков
2.2.1. Входные переменные нейросетевой модели
2.2.2. Анализ этапов построения нейросетевой модели и предварительная оценка
точности
2.2.3. Построение и оценка потенциальной точности нейросетевой модели
Глава 3. Информационная структура и требования к
функциональным блокам ИИС
3.1. Информационная структура ИИС
3.2. Измерительный преобразователь
3.3. Аналоговая обработка сигнала
3.3.1. Масштабирующие измерительные усилители
3.3.2. Требования к полосовым фильтрам
3.3.3. Выбор аппроксимации и синтез полосовых фильтров
3.4. Аналого-цифровое преобразование
3.5. Программно-вычислительный комплекс ИИС
3.5.1. Статистические оценки информативных спектральных параметров потока
3.5.2. Вычисление расхода фаз по нейросетевой модели потока
3.5.3. Разработка и анализ алгоритма программно-вычислительного комплекса
Глава 4. Функциональные блоки ИИС и их схемотехнические
решения
4.1. Измерительный преобразователь
4.2. Масштабирующие измерительные усилители
4.3. Полосовые фильтры
4.4. Сквозные амплитудно-частотные характеристики частотных каналов
4.5. Аналого-цифровой преобразователь
4.6. Сигнальный процессор
Глава 5. Информационно-измерительная система, исследование
и оценка её потенциальной точности
5.1. Принципиальная стилизованная схема ИИС

5.2. Аналитическое исследование и оценка потенциальной точности ИИС
5.2.1. Оценка потенциальной точности аналого-цифровой части системы
5.2.2. Оценка точности статистического оценивания информативных спектральных параметров
5.2.3. Оценка потенциальной точности нейросетевой модели расхода фаз..
5.3. Оценка полной погрешности ИИС
Заключение
Приложение А. Вывод некоторых формул расчета погрешности ИИС

Список литературы

Список обозначений
P(t) - флуктуации давления потока Uj[t) - сигнал датчика флуктуаций давления
Uu(t) и UB(t) - составляющие сигнала флуктуаций давления L(t) в информативных областях НЧ и ВЧ
Ui,[n] и UB[n] - дискретные отсчеты сигналов UH(t) и Uß(t)
LH, Lß — количество полос в информативных НЧ и ВЧ областях
флуктуаций давления P(t)
F, - информативные спектральные параметры, i = 1 ...Z-д + Ьв S(f) - спектральная плотность мощности флуктуаций давления, / — частота в Гц
4/, - (/," + //) - информативные частотные полосы в спектре
флуктуаций давления S(f), i' = l...LH + Le
■FH ={F1,F2>--’F10), Fb = (Fu,F{2,...,F20) - векторы информативных спектральных параметров в областях НЧ и ВЧ флуктуаций давления
F = [fh , FB ) - вектор информативных спектральных параметров потока
G = [/ф, ,FB,P,©]- вектор информативных параметров потока Р, 0 - давление и температура
Lg - размерность вектора информативных параметров потока G 5’[/с| - статистическая оценка спектральной плотности мощности S(f), к -параметр дискретной частоты
F, - статистические оценки информативных спектральных параметров,
1 = 1,2, (LH + Ьв)
Т - время выборки сигнала флуктуаций давления для статистического оценивания информативных спектральных параметров /ф
Тн, Тв - то же, что Т, для сигналов информативных частотных составляющих НЧ и ВЧ соответственно

достигается за счет применяемого формирователя потока. Сигнал датчика при ударных воздействиях является широкополосным, однако его регистрация возможна лишь в частотных областях, где отсутствуют иные воздействия на датчик. Выяснено, что такая область лежит в диапазоне
частот Л/в = {//'" + /втах) = (70 + 200) кГц. Далее эта область будет
называться информативной высокочастотной областью (ВЧ).
В каждой информативной частотной области выделяются информативные частотные полосы А/ = (/,“ + /,") (рис. 2.2). Количество полос в НЧ области Ьн = 10, количество полос в ВЧ области Ьв также равно
10. Таким образом, количество используемых полос в эвристическом методе существенно больше по сравнению со спектрометрическим методом, где используются только 3 полосы.
рис. 2.2. Анализ спектральной плотности мощности S(f) флуктуаций давления
Полосы А/ расположены на расстоянии друг от друга с целью упрощения фильтрации сигнала флуктуаций давлении при измерении величин Fh причем это расстояние равно ширине самих полос А/. Ширина полос информативной НЧ области:
г max т min
V, =~-51.6 Л/,/-1 ю (2.1)