注汽油井光纖傳感干度測量儀原理分析及軟件設(shè)計.pdf

1、稠油開采技術(shù)中,高溫注汽熱力開采是一項較為成熟的方法.熱采過程中注入蒸汽干度的在線測量關(guān)系著能源的有效利用和石油的產(chǎn)出率.由于流型的復(fù)雜性和汽、液之間的相變,干度的測量非常困難.注汽過程中高溫高壓和狹小的空間,使得干度在線測量成為石油開采行業(yè)中的世界性難題.現(xiàn)有的多種注汽干度測量方法普遍存在著測量范圍、測量準確度和實用性等方面的問題,至今沒有一種方法能很好地適用于高溫?zé)岵?基于這一情況,該論文主要開展了如下研究內(nèi)容:1.應(yīng)用折射率調(diào)制原

2、理測量干度方法,直接測出注汽油井中汽液相的比例,通過密度的換算轉(zhuǎn)換為干度值.這種方法具有抗干擾,連續(xù),在線,測量范圍廣,測值準確,對被測流體干擾小的特點.在初步的實際應(yīng)用中,得到了注汽油井井下高溫高壓蒸汽干度變化的連續(xù)響應(yīng)值.2.折射率調(diào)制原理測量注汽干度的方法涉及了光纖傳感,微電子,自動控制,光學(xué)設(shè)計和工程熱力學(xué)等多門學(xué)科的內(nèi)容,正確地建立數(shù)學(xué)模型是這種方法獲得成功的關(guān)鍵.通過對折射率調(diào)制和蒸汽熱力學(xué)原理的分析,推導(dǎo)出了蒸汽干度和已知

3、參量之間的計算公式,并著重分析了折射率調(diào)制界面上反射率和干度之間的關(guān)系,得出了折射率調(diào)制原理干度測量方法的應(yīng)用范圍.3.基于折射率調(diào)制原理研制的干度測量儀分別經(jīng)過實驗室、蒸汽鍋爐管道、油田注汽井的測試試驗,采集到了干度響應(yīng)的數(shù)據(jù),并通過對數(shù)據(jù)的分析,驗證了所提出數(shù)學(xué)模型的正確性.4.干度測量儀軟件的正確編制關(guān)系到儀器正常運轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)的正確采集,軟件工作的困難在于測量儀需要在注汽油井下脫機工作,獨立完成預(yù)定的測量任務(wù).經(jīng)按照軟件工程的規(guī)范分