Многоэлементные электроемкостные преобразователи для систем управления в нефтедобыче

• Автор: Вашуркина, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 220 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР И АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОЕМКОСТНЫХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ В ПОТОКЕ. ОСОБЕННОСТИ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
1.1. Электроемкостные преобразователи как элементы системы управления и контроля продукции нефтегазовых скважин
1.2. Анализ электромагнитных средств контроля продукции нефтегазовых скважин в потоке

1.3. Выводы и постановка задач диссертационной работы

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗОНДИРУЮЩИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ МНОГОЭЛЕКТРОДНЫХ ЭЛЕКТРОЕМКОСТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
2.1. Сравнительный анализ конструктивных схем электроемкостных преобразователей поточных влагомеров нефти
2.2. Условия применимости квазистатического приближения для расчета электромагнитных полей в водонефтяной эмульсии

2.3. Расчет электрических полей и выходных сигналов МЭП

2.3.1. Схемы электрического зондирования контролируемого потока многоэлектродным электроемкостным преобразователем
2.3.2. Расчет электрических полей и параметров МЭП при поперечно -сквозном зондирование потока
2.3.3. Расчет электрических полей МЭП при локальном зондировании
потока
2.4. Выводы

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МНОГОЭЛЕКТРОДНЫХ ЭЛЕКТРОЕМКОСТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (МЭП)
И АЛГОРИТМОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ
ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
ЗЛ Оптимизация конструктивных параметров МЭП влагомеров нефти
методом физического моделирования
3.2. Разработка экспериментальной установки и исследование выходных сигналов МЭП в турбулентном режиме
3.3 Разработка алгоритмов идентификации и контроля параметров во-донефтяной эмульсии
3.3.1. Алгоритм автоматической идентификации типа водонефтяной эмульсии: обратная «вода в нефти» или прямая «нефть в воде»
3.3.2. Идентификация вида физической среды в зоне контроля МЭП:
газ (воздух) или жидкость (нефть, вода, водонефтяная эмульсия)
3.3.3. Алгоритм калибровки МЭП
3.3.4. Алгоритм обработки выходных сигналов МЭП в рабочем режиме и определение фазового состава контролируемых потоков
3.4 Оценка эффективности комплексирования электроемкостных
преобразователей при контроле водонефтяных эмульсий
3.4.1. Влияние мешающих факторов на результаты измерений МЭП
3.5. Выводы
4. РАЗРАБОТКА УСТАНОВКИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ В ПОТОКЕ
4.1 Структурная схема полнопоточного влагомера нефти с МЭП
4.2 Блок коммутации измерительных электродов МЭП
4.3. Разработка конструкции электроемкостного преобразователя и

испытание установки
4.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г

жидкости и газа в поперечном сечении канала. Вообще говоря, это сказывается на всех параметрах течения, но при больших объемных долях газовой фазы, когда скольжение фаз может оказаться существенным, тенденция к концентрации газа ближе к середине поперечного сечения, вдоль оси канала может оказаться особенно сильной. Это явление связано с меньшим гидравлическим сопротивлением в турбулентной зоне в окрестности центра поперечного сечения[18]. Проще говоря, газ проходит по этой своеобразной трубке вблизи оси, в то время как жидкость оттесняется на периферию и течет вдоль стенки трубы. Разность скоростей этих течений весьма значительна и возрастает с возрастанием объемного содержания газовой фазы. Однако часть жидкости перемещается в потоке газа в виде капель. Учитывая все эти явления, становится очевидным, что основным источником погрешности при измерении расхода в многофазном потоке является сложность этого течения как такового, так что эта погрешность вовсе не обязательно связана с типом используемого датчика. Ключевое значение в решении этих сложных задач приобретает разработка подходящих методов измерений, создание адекватных физических моделей и соответствующих алгоритмов обработки информации.
Измерительная система расходомера (рисунок 1.7) содержит специализированный компьютер, соединенный с датчиками и электронным блоком. Этот компьютер обрабатывает все сигналы, приходящие от измерительного элемента, рассчитывает расходы нефти, воды и газа и подготавливает данные, подлежащие выводу на интерфейс оператора, а также передаче в пользовательскую систему сбора информации. Интерфейс между специализированным компьютером и интерфейсом оператора выполнен по стандарту RS422. Для соединения с пользовательской системой сбора информации предусмотрены следующие интерфейсы: Ethernet/TCP/IP, RS422, MODBUS.