RU2141640C1 - Measurement technique for gas/liquid flow parameters - Google Patents
Measurement technique for gas/liquid flow parameters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2141640C1 RU2141640C1 RU98114456A RU98114456A RU2141640C1 RU 2141640 C1 RU2141640 C1 RU 2141640C1 RU 98114456 A RU98114456 A RU 98114456A RU 98114456 A RU98114456 A RU 98114456A RU 2141640 C1 RU2141640 C1 RU 2141640C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- samples
- sequence
- direct
- readings
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтяной промышленности для измерения плотности чистой нефти без газа, объемной доли свободного газа и плотности газожидкостной смеси в потоке нефти, а также в других отраслях промышленности для контроля параметров газожидкостных потоков. The invention relates to measuring technique and can be used in the oil industry to measure the density of pure oil without gas, the volume fraction of free gas and the density of the gas-liquid mixture in the oil stream, as well as in other industries for controlling the parameters of gas-liquid flows.
Известны радиоизотопные способы измерения параметров газожидкостного потока, основанные на облучении контролируемого объема лучом ионизирующего излучения и регистрации ослабленного контролируемой средой излучения [ВНИИОЭНГ, серия "Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности", обзорная информация, выпуск 11 (27), М.: 1983 г., стр. 5-7]. Known radioisotope methods for measuring gas-liquid flow parameters based on irradiating a controlled volume with a beam of ionizing radiation and detecting radiation attenuated by a controlled medium [VNIIOENG, series “Automation and telemechanization of the oil industry”, overview, issue 11 (27), Moscow: 1983, p. 5-7].
Преимуществом радиоизотопных способов контроля параметров газожидкостных потоков является их бесконтактность, за счет чего в процессе измерения параметров не нарушается структура потока. The advantage of radioisotope methods for controlling the parameters of gas-liquid flows is their non-contact, due to which the flow structure is not disturbed during the measurement process.
Однако указанные способы чувствительны к флуктуациям плотности контролируемой среды, характерным для газожидкостных потоков, а также к изменению ее химического состава. Это вызывает необходимость контролирования потока по всему сечению трубопровода, а также применения методов фильтрации измеряемого сигнала (энергетической, пространственной, временной). However, these methods are sensitive to fluctuations in the density of the controlled medium, characteristic of gas-liquid flows, as well as to changes in its chemical composition. This necessitates controlling the flow over the entire cross section of the pipeline, as well as the application of filtering methods for the measured signal (energy, spatial, temporal).
Известен способ измерения параметров газожидкостного потока, в частности истинного объемного газосодержания [а.с. СССР N 1022002, G 01 N 9/36, публ. 1983 г.], основанный на облучении контролируемого объема потока узким пучком ионизирующего излучения. Контролируемую среду облучают указанным пучком излучения в поперечном сечении трубопровода, регистрируют прошедшее через среду прямое излучение, формируют информационный сигнал в виде дискретных отсчетов в фиксированные моменты времени, группируют отсчеты в выборки заданного объема, определяют значения структурной функции, однозначно связанной с автокорреляционной, и сравнивают их с пороговым значением. При этом контролируемый объем разделяют на элементарные объемы (хорды), а операции, описанные выше, выполняют для каждого элементарного объема. Значение плотности жидкой фазы определяют как значение средней плотности контролируемой среды в элементарных объемах, в которых структурная функция равна нулю. A known method of measuring the parameters of a gas-liquid flow, in particular the true volumetric gas content [and.with. USSR N 1022002, G 01 N 9/36, publ. 1983], based on the irradiation of a controlled flow volume with a narrow beam of ionizing radiation. The controlled medium is irradiated with the indicated radiation beam in the cross section of the pipeline, direct radiation transmitted through the medium is recorded, an information signal is generated in the form of discrete samples at fixed points in time, the samples are grouped into samples of a given volume, the values of the structural function uniquely associated with the autocorrelation are determined, and they are compared with a threshold value. In this case, the controlled volume is divided into elementary volumes (chords), and the operations described above are performed for each elementary volume. The density value of the liquid phase is determined as the value of the average density of the controlled medium in elementary volumes in which the structural function is zero.
Благодаря использованию структурной функции в рассматриваемом способе можно с высокой достоверностью определить элементарные объемы, не содержащие газа, и определить плотность жидкости в объеме с гарантированной жидкой фазой, а также сократить число элементарных объемов, в которых необходимо измерять истинное объемное газосодержание, что повышает точность способа. Due to the use of the structural function in the considered method, it is possible to determine with high reliability elementary volumes that do not contain gas, to determine the density of a liquid in a volume with a guaranteed liquid phase, and also to reduce the number of elementary volumes in which it is necessary to measure the true volumetric gas content, which increases the accuracy of the method.
Однако, недостатком способа является необходимость просвечивания гамма- излучением каждого элементарного объема, для чего источник и детектор излучения перемещают в поперечном сечении трубопровода. Трудоемкость процесса измерения снижает эксплуатационные характеристики данного способа. However, the disadvantage of this method is the need for gamma-radiation transmission of each elementary volume, for which the radiation source and detector are moved in the cross section of the pipeline. The complexity of the measurement process reduces the operational characteristics of this method.
Известен способ измерения параметров газожидкостного потока, наиболее близкий по технической сущности к заявляемому способу и выбранный авторами за прототип [патент РФ N 2 086 955, G 01 N 9/36, публ. 1997 г.]. A known method of measuring the parameters of a gas-liquid flow, the closest in technical essence to the claimed method and selected by the authors for the prototype [RF patent N 2 086 955, G 01 N 9/36, publ. 1997].
Указанный способ заключается в облучении контролируемой среды узким и по крайней мере одним широким пучком ионизирующего излучения, регистрации прошедших через контролируемую среду прямого и рассеянного излучений, формировании соответствующих им информационных сигналов в виде дискретных отсчетов в фиксированные моменты времени, группировании отсчетов в выборки заданного объема, выделении из информационного сигнала, сформированного при регистрации прямого излучения, выборок, соответствующих однородной жидкости, а также определении контролируемых параметров с использованием измеренных информационных сигналов. При этом по выборке, соответствующей прямому излучению и идентифицированной как относящаяся к однородной жидкости, определяют плотность жидкости. По выборке, соответствующей рассеянному излучению, определяют плотность газожидкостной смеси. Объемную долю свободного газа определяют по известному соотношению, в которое подставляют измеренные значения упомянутых выше плотностей. The specified method consists in irradiating the controlled medium with a narrow and at least one wide beam of ionizing radiation, registering direct and scattered radiation passing through the controlled medium, forming the corresponding information signals in the form of discrete samples at fixed times, grouping the samples into samples of a given volume, and highlighting from an information signal generated during registration of direct radiation, samples corresponding to a homogeneous liquid, as well as determining and monitored parameters using measured information signals. In this case, the density of the liquid is determined from the sample corresponding to direct radiation and identified as belonging to a homogeneous liquid. From the sample corresponding to the scattered radiation, the density of the gas-liquid mixture is determined. The volume fraction of free gas is determined by the known ratio into which the measured values of the densities mentioned above are substituted.
Использование описанной в способе процедуры обработки сигнала, полученного при регистрации прямого излучения, позволяет выделить сигнал, соответствующий однородной жидкости, что повышает точность измерения плотности жидкости. Облучение контролируемого потока широким пучком излучения позволяет по сигналу, соответствующему рассеянному излучению, определить плотность газожидкостной смеси во всем сечении трубопровода без перемещения источника и детектора, что повышает эксплуатационные характеристики способа. Using the processing procedure described in the method of the signal obtained during registration of direct radiation, allows you to select a signal corresponding to a homogeneous liquid, which increases the accuracy of measuring the density of the liquid. Irradiating the controlled stream with a wide beam of radiation allows us to determine the density of the gas-liquid mixture in the entire section of the pipeline without moving the source and detector from the signal corresponding to the scattered radiation, which increases the operational characteristics of the method.
Однако использование для определения плотности жидкости результатов обработки только узкого прошедшего через среду прямого пучка излучения не обеспечивает инвариантность результатов измерения к изменению химического состава контролируемой среды, что снижает точность определения параметров газожидкостного потока. However, the use of only a narrow direct beam of radiation transmitted through the medium to determine the density of the liquid does not ensure the invariance of the measurement results to a change in the chemical composition of the controlled medium, which reduces the accuracy of determining the parameters of the gas-liquid flow.
Задачей заявляемого изобретения является повышение точности способа измерения параметров газожидкостного потока, а также расширение его функциональных возможностей. The task of the invention is to improve the accuracy of the method of measuring the parameters of a gas-liquid flow, as well as expanding its functionality.
Поставленная задача достигается тем, что в способе измерения параметров газожидкостного потока, включающем облучение газожидкостного потока узким и по меньшей мере одним широким пучком ионизирующего излучения, регистрацию прошедших через контролируемую среду прямого и рассеянного излучений, формирование соответствующих им информационных сигналов в виде дискретных отсчетов в фиксированные моменты времени, группирование отсчетов в выборки заданного объема, выделение из информационного сигнала, сформированного при регистрации прямого излучения, последовательности отсчетов, соответствующей однородной жидкости, и определение плотности жидкости путем обработки отсчетов в выборке, принадлежащей указанной выделенной последовательности, согласно предлагаемому изобретению выделяют из информационного сигнала, сформированного при регистрации рассеянного излучения, последовательность отсчетов, соответствующую однородной жидкости, осуществляют определение плотности жидкости путем совместной обработки отсчетов в выборках, сформированных при регистрации прямого и рассеянного излучений и принадлежащих соответствующим последовательностям, выделенным для однородной жидкости, осуществляют определение доли свободного газа путем совместной обработки отсчетов в выборке, сформированной при регистрации рассеянного излучения, и в выборке, сформированной при регистрации рассеянного излучения и принадлежащей последовательности, выделенной для однородной жидкости. The problem is achieved in that in a method for measuring the parameters of a gas-liquid stream, including irradiating a gas-liquid stream with a narrow and at least one wide beam of ionizing radiation, detecting direct and scattered radiation transmitted through a controlled medium, forming the corresponding information signals in the form of discrete readings at fixed moments time, grouping samples into samples of a given volume, isolation from the information signal generated during registration directly radiation, the sequence of samples corresponding to a homogeneous liquid, and determining the density of the liquid by processing samples in a sample belonging to the specified selected sequence, according to the invention is isolated from the information signal generated during registration of scattered radiation, the sequence of samples corresponding to a homogeneous liquid, determine the density of the liquid by joint processing of samples in the samples formed during registration of direct and asseyannogo radiation and belonging to corresponding sequences allocated for a homogeneous fluid is carried out to determine the proportion of free gas through the co-processing of samples in the sample formed when registering the scattered radiation and the sample formed during the registration of the scattered radiation and assigned sequence isolated to a homogeneous liquid.
Новым в предлагаемом изобретении является то, что выделяют из информационного сигнала, сформированного при регистрации рассеянного излучения, последовательность отсчетов, соответствующую однородной жидкости, осуществляют определение плотности жидкости путем совместной обработки отсчетов в выборках, сформированных при регистрации прямого и рассеянного излучений и принадлежащих соответствующим последовательностям, выделенным для однородной жидкости, осуществляют определение доли свободного газа путем совместной обработки отсчетов в выборке, сформированной при регистрации рассеянного излучения, и в выборке, сформированной при регистрации рассеянного излучения и принадлежащей последовательности, выделенной для однородной жидкости. What is new in the present invention is that a sequence of samples corresponding to a homogeneous liquid is isolated from an information signal generated during registration of scattered radiation, the density of a liquid is determined by jointly processing samples in samples formed during registration of direct and scattered radiation and belonging to the corresponding sequences selected for a homogeneous liquid, the fraction of free gas is determined by joint processing s in the sample formed during registration of scattered radiation, and in the sample formed during registration of scattered radiation and belonging to the sequence allocated for a homogeneous liquid.
Принципиальным в заявляемом способе является использование как прямого, так и рассеянного излучений при определении плотности жидкости в потоке, а также определение доли свободного газа в потоке по результатам обработки рассеянного излучения. При этом операция выделения из информационных сигналов, полученных при регистрации как прямого, так и рассеянного излучений, сигналов, соответствующих однородной жидкости, обеспечивает достоверность контролируемых параметров для потоков с неизвестным и изменяющимся пространственным распределением газа и жидкости в трубопроводе. Fundamental in the claimed method is the use of both direct and scattered radiation in determining the density of a liquid in a stream, as well as determining the fraction of free gas in a stream from the results of processing the scattered radiation. In this case, the operation of extracting from the information signals obtained during registration of both direct and scattered radiation signals corresponding to a homogeneous liquid ensures the reliability of the controlled parameters for flows with an unknown and changing spatial distribution of gas and liquid in the pipeline.
За счет применения для определения плотности жидкости, помимо прямого, рассеянного излучения удается обеспечить инвариантность результатов измерения к изменению химического состава жидкости. Due to the use for determining the density of the liquid, in addition to direct, scattered radiation, it is possible to ensure the invariance of the measurement results to a change in the chemical composition of the liquid.
Сигнал, регистрируемый от узкого пучка прошедшего через среду прямого излучения, связан с плотностью жидкости следующим известным выражением:
r1ж= r01e-μdρ, (1)
где r1ж - средняя величина отсчета в последовательности, выделенной для однородной жидкости из информационного сигнала, полученного при регистрации прямого излучения;
r01 - средняя величина отсчета в выборке заданного объема при регистрации прямого излучения в отсутствии контролируемой среды в трубопроводе;
μ - массовый коэффициент ослабления прямого излучения;
d - эффективная длина просвечиваемого слоя контролируемой среды;
ρ - плотность жидкости.The signal recorded from a narrow beam of direct radiation transmitted through the medium is related to the density of the liquid by the following well-known expression:
r 1g = r 01 e -μdρ , (1)
where r 1zh - the average value of the reference in the sequence allocated for a homogeneous liquid from the information signal obtained during registration of direct radiation;
r 01 - the average value of the reference in the sample of a given volume when registering direct radiation in the absence of a controlled environment in the pipeline;
μ is the mass attenuation coefficient of direct radiation;
d is the effective length of the translucent layer of the controlled medium;
ρ is the fluid density.
Величина ro не зависит от свойств контролируемой среды и ее точность определяется стабильностью характеристик, используемых для реализации способа излучателя, детектора, трубопровода.The value of r o does not depend on the properties of the controlled medium and its accuracy is determined by the stability of the characteristics used to implement the method of the emitter, detector, pipeline.
Величина μd зависит от химического состава контролируемой среды и, например, для такой неоднородной структуры, как нефть и нефтепродукты, может изменяться неконтролируемым образом. Это приводит к большим погрешностям измерения плотности. Чтобы устранить указанные погрешности, дополнительно используют результаты измерения рассеянного излучения при измерении плотности жидкости. The value of μd depends on the chemical composition of the controlled medium and, for example, for such an inhomogeneous structure as oil and oil products, can change in an uncontrolled manner. This leads to large density measurement errors. To eliminate these errors, additionally use the results of measuring the scattered radiation when measuring the density of the liquid.
Точного аналитического выражения, связывающего величину регистрируемого рассеянного излучения с плотностью контролируемой среды, не существует. An exact analytical expression linking the magnitude of the recorded scattered radiation with the density of the controlled medium does not exist.
Экспериментально авторами выявлены зависимости, связывающие плотность жидкости ρж , массовый коэффициент ослабления прямого излучения μ и среднюю величину отсчета в последовательности, выделенной для однородной жидкости из сигнала, полученного при регистрации рассеянного излучения, r2ж:
r2ж= a+bρж; (2)
a = a1+b1μd; (3)
b = a2+b2μd, (4)
где a1, b1, a2, b2 - коэффициенты, определяемые по градуировочным зависимостям.The authors experimentally revealed the dependences connecting the density of the liquid ρ W , the mass attenuation coefficient of direct radiation μ and the average value of the count in the sequence extracted for a homogeneous liquid from the signal obtained during registration of scattered radiation, r 2zh :
r 2zh = a + bρ w ; (2)
a = a 1 + b 1 μd; (3)
b = a 2 + b 2 μd, (4)
where a 1 , b 1 , a 2 , b 2 are the coefficients determined by the calibration dependencies.
Коэффициенты а1, b1, a2, b2 не зависят от химического состава контролируемой среды. Их величина главным образом зависит от взаимного положения блоков, формирующих рассеянное излучение, блока детектирования, трубопровода.The coefficients a 1 , b 1 , a 2 , b 2 do not depend on the chemical composition of the controlled medium. Their value mainly depends on the relative position of the blocks that form the scattered radiation, the detection unit, the pipeline.
Неизменность факторов, влияющих на значения указанных коэффициентов, в течение достаточно продолжительного времени обеспечивается конструкцией прибора, реализующего способ. Объединив уравнения (1), (2), (3), (4) в систему и решив эту систему относительно плотности жидкости ρж, получим:
Как видно из уравнения (5), при определении плотности жидкости обеспечивается инвариантность результатов измерения к изменению химического состава контролируемой среды (в уравнение (5) не входит величина μd).The constancy of the factors affecting the values of these coefficients for a sufficiently long time is provided by the design of the device that implements the method. By combining equations (1), (2), (3), (4) into a system and solving this system with respect to the fluid density ρ w , we obtain:
As can be seen from equation (5), in determining the density of the liquid, the invariance of the measurement results to a change in the chemical composition of the controlled medium is ensured (μd is not included in equation (5)).
Входящие в уравнение (5) величины r1ж и r2ж определяют прямыми измерениями, а величины r01, a1, b1, a2, b2 определяются по градуировочным зависимостям.Included in the equation (5) the values r and r 1g 2g determined by direct measurements, a value r 01, a 1, b 1, a 2, b 2 are determined according to the calibration relationships.
Для повышения точности определение величины r01 осуществляется путем измерения величины сигнала от прямого излучения r1 при контроле жидкостей, имеющих различные плотности и одинаковые значения коэффициента μ, например при контроле дистиллированной воды с температурой 90, 75, 60, 35 и 20oC.To improve accuracy, the determination of r 01 is carried out by measuring the signal from direct radiation r 1 when controlling liquids with different densities and the same values of the coefficient μ, for example, when controlling distilled water with a temperature of 90, 75, 60, 35, and 20 o C.
Величина r01 определяется из выражения:
lnr1в= lnr01-μdρв, (6)
в котором In r01 и μd - параметры прямой линии, аппроксимирующей экспериментальную зависимость Inr1в от ρв, полученные при контроле дистиллированной воды.The value of r 01 is determined from the expression:
lnr 1c = lnr 01 -μdρ c , (6)
wherein In r 01 and μd - parameters of a straight line approximating the experimental dependence of ρ Inr 1c in obtained in the control with distilled water.
Определение величин a1, a2, b1, b2 осуществляют путем измерения величины сигнала от прямого излучения r1 и величины сигнала от рассеянного излучения r2 при контроле жидкостей, имеющих различные плотности ρ и коэффициенты μ, например при контроле дизельного топлива (д.т.), керосина (кер.), пресной воды (пр. в. ), соленой воды (сол.в.). Величину μd для каждой из указанных жидкостей определяют из выражения:
Значения коэффициентов a1, a2, b1, b2 определяют путем решения системы из четырех уравнений с четырьмя неизвестными:
Определив плотность жидкости ρж и решая систему уравнений (1) - (4) относительно μd, можно определить химический состав контролируемой среды, например, при контроле параметров нефти можно определить ее сортность, которая зависит от соотношения атомов углерода и водорода в нефти. Такая возможность расширяет функциональное применение способа.The values of a 1 , a 2 , b 1 , b 2 are determined by measuring the signal from direct radiation r 1 and the signal from scattered radiation r 2 when controlling liquids with different densities ρ and coefficients μ, for example, when controlling diesel fuel (d .t.), kerosene (ker.), fresh water (etc.), salt water (salt.v.). The value of μd for each of these liquids is determined from the expression:
The values of the coefficients a 1 , a 2 , b 1 , b 2 are determined by solving a system of four equations with four unknowns:
Having determined the fluid density ρ w and solving the system of equations (1) - (4) relative μd, can determine the chemical composition of the controlled environment, e.g., under the control of the oil parameters it is possible to determine the grade which depends on the ratio of carbon and hydrogen atoms in the oil. This possibility extends the functional application of the method.
Для определения доли свободного газа φ в контролируемой среде авторы экспериментальным путем выявили зависимость, связывающую указанный параметр со средней величиной отсчета в выборке, сформированной при регистрации рассеянного излучения r2 и со средней величиной отсчета в выборке, сформированной при регистрации рассеянного излучения и принадлежащей последовательности, выделенной для однородной жидкости r2ж:
где a3, b3 - градуировочные коэффициенты, определяемые путем измерения сигнала, зарегистрированного от рассеянного излучения при контроле ряда жидкостей с известной (заданной) долей свободного газа.To determine the fraction of free gas φ in a controlled medium, the authors experimentally revealed a relationship linking the indicated parameter with the average value of the sample in the sample generated during registration of scattered radiation r 2 and with the average value of the sample in the sample formed during registration of the scattered radiation and belonging to the sequence highlighted for a homogeneous liquid r 2zh :
where a 3 , b 3 - calibration coefficients, determined by measuring the signal recorded from the scattered radiation when monitoring a number of liquids with a known (given) fraction of free gas.
Для идентификации момента времени прохождения в контролируемом сечении трубопровода однородной жидкости применяют следующую обработку сигнала, зарегистрированного от прямого излучения. To identify the time of passage in a controlled cross section of a homogeneous fluid pipeline, the following signal processing, recorded from direct radiation, is used.
Рассматривают две смежные выборки выходного сигнала блока детектирования по прямому излучению, каждая из которых получена за интервал времени Тmax, соответствующий максимально возможной длительности отрезка времени, в течение которого протекает жидкость с локальными неоднородностями плотности. Проверяют гипотезу о принадлежности указанных выборок одной генеральной совокупности. Проверяют следующие две смежные выборки, сдвинутые относительно рассмотренных на один дискретный отсчет. Для этих выборок также проверяют гипотезу об их принадлежности одной генеральной совокупности. Осуществляют указанную процедуру для массива отсчетов, обеспечивающего требуемую статистическую погрешность. При условии принадлежности всех выборок в указанном массиве одной генеральной совокупности делается вывод, что выделенная последовательность отсчетов принадлежит однородной жидкости.Two adjacent samples of the output signal of the detection unit for direct radiation are considered, each of which is obtained for a time interval T max corresponding to the maximum possible length of the time period during which a fluid with local density inhomogeneities flows. The hypothesis that these samples belong to the same population is checked. The following two adjacent samples are checked, shifted relative to those examined by one discrete sample. For these samples, the hypothesis that they belong to the same population is also tested. Carry out the specified procedure for the array of samples, providing the required statistical error. Provided that all samples in the indicated array belong to the same population, it is concluded that the selected sequence of samples belongs to a homogeneous fluid.
Идентификацию момента протекания однородной жидкости осуществляют по прямому излучению, так как сигнал от узкого пучка излучения в сильной степени реагирует на присутствие локальных неоднородностей в контролируемой среде. The moment of flow of a homogeneous liquid is identified by direct radiation, since the signal from a narrow radiation beam strongly reacts to the presence of local inhomogeneities in the controlled medium.
На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего заявляемый способ. The drawing shows a block diagram of a device that implements the inventive method.
Устройство содержит блоки источников излучения (БИИ) 1 - 3, блок детектирования (БД) 4 и вычислительное устройство (ВУ) 5. БИИ 1 и БД 4 расположены с противоположных сторон трубопровода 6 по его диаметру. БИИ 2 и 3 расположены также с противоположных сторон трубопровода 6 по хорде, перпендикулярной указанному диаметру. The device contains blocks of radiation sources (BII) 1 - 3, a detecting unit (DB) 4 and a computing device (WU) 5. The BII 1 and BD 4 are located on opposite sides of the pipeline 6 along its diameter. BII 2 and 3 are also located on opposite sides of the pipeline 6 along the chord perpendicular to the specified diameter.
С помощью БИИ 1 контролируемую среду облучают узким пучком ионизирующего излучения, для чего БИИ 1 включает коллиматор, формирующий указанный узкий пучок. Одновременно контролируемую среду облучают двумя широкими пучками ионизирующего излучения, охватывающими все сечение трубопровода 6. При этом на БД 4 поступает прямое излучение, прошедшее через среду, а также излучение, рассеянное контролируемой средой и стенками трубопровода 6. Using BII 1, the controlled medium is irradiated with a narrow beam of ionizing radiation, for which BII 1 includes a collimator forming the specified narrow beam. At the same time, the controlled medium is irradiated with two wide beams of ionizing radiation, covering the entire cross-section of the pipeline 6. At the same time, direct radiation transmitted through the medium and the radiation scattered by the controlled medium and the walls of the pipeline 6 are fed to DB 4.
С помощью БД 4 прямое и рассеянное излучение регистрируют и формируют соответствующие указанным излучениям сигналы. Для этого в БД 4 предусмотрены два энергетических окна регистрации ионизирующего излучения. Так, при использовании в качестве источников радионуклидов на основе цезия-137 регистрацию прямого излучения осуществляют в диапазоне энергий свыше 550 кэВ, а регистрацию рассеянного - в диапазоне от 60 до 360 кэВ. Указанные сигналы с выходов БД 4, условно обозначенных на фигуре "60" и "550", поступают в виде последовательностей электрических импульсов, нормированных по амплитуде и длительности, в ВУ 5. Using DB 4, direct and scattered radiation is recorded and signals corresponding to the indicated emissions are generated. For this, in DB 4 there are two energy windows for recording ionizing radiation. So, when using cesium-137-based radionuclides as sources, direct radiation is recorded in the energy range above 550 keV, and scattered radiation is recorded in the range from 60 to 360 keV. These signals from the outputs of the database 4, conventionally indicated in the figure "60" and "550", come in the form of sequences of electrical pulses, normalized in amplitude and duration, in WU 5.
С помощью ВУ 5 выполняют следующие операции. Using WU 5 perform the following operations.
Формируют соответствующие информационные сигналы в виде последовательностей дискретных отсчетов в фиксированные моменты времени. The corresponding information signals are generated in the form of sequences of discrete samples at fixed times.
Группируют отсчеты в выборки заданного объема. Group samples into samples of a given volume.
Выделяют из сигнала, зарегистрированного от прямого излучения, последовательность отсчетов, соответствующую однородной жидкости, путем скольжения по временной последовательности дискретных отсчетов "окном" фиксированной ширины и сравнения отсчетов в двух смежных выборках, сдвинутых на один дискретный отсчет. A sequence of samples corresponding to a homogeneous liquid is isolated from a signal registered from direct radiation by sliding along a time sequence of discrete samples by a “window” of a fixed width and comparing the samples in two adjacent samples shifted by one discrete sample.
Выделяют из сигнала, зарегистрированного от рассеянного излучения, сигнал, соответствующий однородной жидкости, определяя момент протекания однородной жидкости по моменту регистрации сигнала от прямого излучения, идентифицированного как относящийся к однородной жидкости. A signal corresponding to a homogeneous liquid is isolated from a signal registered from scattered radiation, determining the moment of flow of a homogeneous liquid from the moment of registration of a signal from direct radiation, identified as relating to a homogeneous liquid.
По выборкам, сгруппированным из прямого и рассеянного излучения, определяют плотность жидкости ρж по зависимости (5).From the samples grouped from direct and scattered radiation, the density of the liquid ρ w is determined from dependence (5).
По выборкам, сгруппированным из рассеянного излучения, определяют объемную долю свободного газа φ по зависимости (13). From the samples grouped from scattered radiation, the volume fraction of free gas φ is determined from dependence (13).
Определяют плотность газожидкостной смеси ρсм по известному выражению:
ρсм= (1-φ)ρж. (13)
Алгоритмы обработки сигналов в ВУ 5 реализованы в виде программы в реальном масштабе времени для персональной ЭВМ.The density of the gas-liquid mixture ρ cm is determined by the well-known expression:
ρ cm = (1-φ) ρ W (13)
The signal processing algorithms in VU 5 are implemented as a real-time program for a personal computer.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98114456A RU2141640C1 (en) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Measurement technique for gas/liquid flow parameters |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98114456A RU2141640C1 (en) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Measurement technique for gas/liquid flow parameters |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2141640C1 true RU2141640C1 (en) | 1999-11-20 |
Family
ID=20208998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98114456A RU2141640C1 (en) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Measurement technique for gas/liquid flow parameters |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2141640C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2213342C2 (en) * | 2001-11-01 | 2003-09-27 | Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Infrared sensor of free gas concentration in flow of oil |
| RU2256157C2 (en) * | 2003-08-18 | 2005-07-10 | Кратиров Владимир Алексеевич | Measuring line for assembly for registering oil flow |
| RU2292040C1 (en) * | 2005-06-15 | 2007-01-20 | Открытое акционерное общество "Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы имени Д.А. Черняева" | Method of calibrating aid for measuring volume fraction of free gas |
| WO2008060192A3 (en) * | 2006-11-15 | 2008-08-14 | Schlumberger Ca Ltd | A method and a device for measuring multiphase wellstream composition |
| RU2690712C1 (en) * | 2016-01-27 | 2019-06-05 | Майкро Моушн, Инк. | Gas energy measurement method and connected device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4102177A (en) * | 1976-11-12 | 1978-07-25 | Yamatake-Honeywell Co., Ltd. | Densitometer |
| US4272892A (en) * | 1979-08-10 | 1981-06-16 | Omnicomp, Inc. | Automatic test probe positioning apparatus |
| SU1402842A1 (en) * | 1987-04-09 | 1988-06-15 | Центральный Научно-Исследовательский И Опытно-Конструкторский Институт Робототехники И Технической Кибернетики При Ленинградском Политехническом Институте | Method of determining parameters of gas-liquid flow |
| SU1582076A1 (en) * | 1988-01-13 | 1990-07-30 | Научно-Производственное Объединение "Нефтеавтоматика" | Method of checking concentration of gas in flow of liquid |
| RU2086955C1 (en) * | 1994-02-28 | 1997-08-10 | Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики | Method of measurement of parameters of gas and liquid flow |
| RU2089859C1 (en) * | 1996-03-14 | 1997-09-10 | Акционерное общество закрытого типа Научно-производственного предприятия "Урания" | Method determining physical parameters of gas and liquid systems and gear for its realization |
-
1998
- 1998-07-09 RU RU98114456A patent/RU2141640C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4102177A (en) * | 1976-11-12 | 1978-07-25 | Yamatake-Honeywell Co., Ltd. | Densitometer |
| US4272892A (en) * | 1979-08-10 | 1981-06-16 | Omnicomp, Inc. | Automatic test probe positioning apparatus |
| SU1402842A1 (en) * | 1987-04-09 | 1988-06-15 | Центральный Научно-Исследовательский И Опытно-Конструкторский Институт Робототехники И Технической Кибернетики При Ленинградском Политехническом Институте | Method of determining parameters of gas-liquid flow |
| SU1582076A1 (en) * | 1988-01-13 | 1990-07-30 | Научно-Производственное Объединение "Нефтеавтоматика" | Method of checking concentration of gas in flow of liquid |
| RU2086955C1 (en) * | 1994-02-28 | 1997-08-10 | Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики | Method of measurement of parameters of gas and liquid flow |
| RU2089859C1 (en) * | 1996-03-14 | 1997-09-10 | Акционерное общество закрытого типа Научно-производственного предприятия "Урания" | Method determining physical parameters of gas and liquid systems and gear for its realization |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2213342C2 (en) * | 2001-11-01 | 2003-09-27 | Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Infrared sensor of free gas concentration in flow of oil |
| RU2256157C2 (en) * | 2003-08-18 | 2005-07-10 | Кратиров Владимир Алексеевич | Measuring line for assembly for registering oil flow |
| RU2292040C1 (en) * | 2005-06-15 | 2007-01-20 | Открытое акционерное общество "Урало-Сибирские магистральные нефтепроводы имени Д.А. Черняева" | Method of calibrating aid for measuring volume fraction of free gas |
| WO2008060192A3 (en) * | 2006-11-15 | 2008-08-14 | Schlumberger Ca Ltd | A method and a device for measuring multiphase wellstream composition |
| RU2334972C2 (en) * | 2006-11-15 | 2008-09-27 | Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. | Method and device for determination of composition of multi-phase flow of well products |
| RU2690712C1 (en) * | 2016-01-27 | 2019-06-05 | Майкро Моушн, Инк. | Gas energy measurement method and connected device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sattari et al. | Applicability of time-domain feature extraction methods and artificial intelligence in two-phase flow meters based on gamma-ray absorption technique | |
| US5194909A (en) | Apparatus and method for measuring volume and hemoglobin concentration of red blood cells | |
| Socco et al. | Feasibility of ultrasonic tomography for nondestructive testing of decay on living trees | |
| US3861877A (en) | Optical analysis of fluids | |
| GB2088050A (en) | Gamma Ray Analysis of Multi- component Material | |
| US7006919B2 (en) | Real time continuous elemental measurement of bulk material | |
| EP0628165B1 (en) | Analysis of drilling fluids | |
| Hjertaker et al. | Multimodality tomography for multiphase hydrocarbon flow measurements | |
| Litvinenko et al. | Blood platelet quantification by light scattering: from morphology to activation | |
| US3082323A (en) | Radiation analysis | |
| RU2141640C1 (en) | Measurement technique for gas/liquid flow parameters | |
| US4016419A (en) | Non-dispersive X-ray fluorescence analyzer | |
| US6332351B1 (en) | Detection of salt content of water through measurement of radiation attenuation | |
| CN1035688C (en) | Automatic air/water content gauge for crude oil | |
| RU2367933C1 (en) | Method for detection of sulphur concentration in oil and oil products | |
| RU2086955C1 (en) | Method of measurement of parameters of gas and liquid flow | |
| Eberle et al. | Optimization of a one-shot gamma densitometer for measuring area-averaged void fractions of gas-liquid flows in narrow pipelines | |
| King III et al. | Density logging using an electron linear accelerator as the x-ray source | |
| Anjos et al. | Compton scattering of gamma-rays as surface inspection technique | |
| Kopteva et al. | Noncontact measurement method for assessing oil quality and quantity in main pipeline | |
| SU1711049A1 (en) | Method of determination of non-combustibles in a mixture of coal and inert dust | |
| Fultz-Waters | Introduction to Carbon Sensing in Soil. A surface-level review of traditional and alternative methods of soil carbon measurement | |
| Charbucinski et al. | A backscatter gamma-ray spectrometric method for the determination of ash in coal | |
| RU2040020C1 (en) | Method of determination of volumetric density of rocks | |
| RU2744315C1 (en) | Method for non-destructive control of paraffin concentration in oil flow based on radioisotopic radiation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130422 |