注汽油井光纤传感干度测量仪原理分析及软件设计

注汽油井光纤传感干度测量仪原理分析及软件设计

李信江[1]2004年在《注汽油井光纤传感干度测量仪原理分析及软件设计》文中研究说明稠油开采技术中,高温注汽热力开采是一项较为成熟的方法。热采过程中注入蒸汽干度的在线测量关系着能源的有效利用和石油的产出率。由于流型的复杂性和汽、液之间的相变,干度的测量非常困难。注汽过程中高温高压和狭小的空间,使得干度在线测量成为石油开采行业中的世界性难题。现有的多种注汽干度测量方法普遍存在着测量范围、测量准确度和实用性等方面的问题,至今没有一种方法能很好地适用于高温热采。 基于这一情况,本论文主要开展了如下研究内容: 1.应用折射率调制原理测量干度方法,直接测出注汽油井中汽液相的比例,通过密度的换算转换为干度值。这种方法具有抗干扰,连续,在线,测量范围广,测值准确,对被测流体干扰小的特点。在初步的实际应用中,得到了注汽油井井下高温高压蒸汽干度变化的连续响应值。 2.折射率调制原理测量注汽干度的方法涉及了光纤传感,微电子,自动控制,光学设计和工程热力学等多门学科的内容,正确地建立数学模型是这种方法获得成功的关键。通过对折射率调制和蒸汽热力学原理的分析,推导出了蒸汽干度和已知参量之间的计算公式,并着重分析了折射率调制界面上反射率和干度之间的关系,得出了折射率调制原理干度测量方法的应用范围。 3.基于折射率调制原理研制的干度测量仪分别经过实验室、蒸汽锅炉管道、油田注汽井的测试试验,采集到了干度响应的数据,并通过对数据的分析,验证了所提出数学模型的正确性。 4.干度测量仪软件的正确编制关系到仪器正常运转和数据的正确采集,软件工作的困难在于测量仪需要在注汽油井下脱机工作,独立完成预定的测量任务。经按照软件工程的规范分析和设计,该软件在实际应用中体现了折射率调制原理干度测量方法的正确性和软件设计的合理性,同时也符合油田工程技术的要求。

戴丽佼[2]2008年在《基于C8051注汽式油井干度测量装置的研究》文中研究表明在注汽式油井开采过程中,需要测定注入油井中蒸汽的温度、压力和干度等参数。通过对这些参数的测定能详细了解油层的位置以及油层的分布情况。这对油层的状况分析,合理开采,提高采油率及节约能源都有重要的意义。在这些参数中,干度的在线测量一直是人们无法突破的瓶颈。这一课题引起石油界研究人员的关注,经过多年的研究,干度的测量方法也层出不穷,但由于汽液两相流的复杂性和相互之间的相变,所提出的研究方法大都存在滞后性,受人为的因素影响,目前均不能实现在线测量。所以,对蒸汽干度的在线、连续测量的研究已成为当务之急。本文在介绍了现有的油井蒸汽干度测量方法的基础上,采用光纤传感技术油井测量蒸汽干度,分析了这一技术的工作原理。介绍了油井蒸汽干度测量系统的设计要求,重点介绍了基于C8051注汽式油井光纤干度测量装置的设计,系统的组成、结构及软件设计和测量结果的分析。测量装置的特点是:高速度、低功耗、体积小。软件设计采用模块化的设计方法,程序由参数测量模块、数据接收模块、数据发送模块、无线通讯模块和系统自检模块等组成。测量装置分别在实验室、蒸汽锅炉管道以及油田注汽井进行试验,通过处理和分析测量数据,证明测量装置的测量结果符合目前油井蒸汽干度的实际状况。最后,对本文研究工作做了总结,对今后研究工作提出了建议以及应用前景作了展望。本课题为苏州大学“211工程”资助的科研项目。

参考文献:

[1]. 注汽油井光纤传感干度测量仪原理分析及软件设计[D]. 李信江. 苏州大学. 2004

[2]. 基于C8051注汽式油井干度测量装置的研究[D]. 戴丽佼. 苏州大学. 2008

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