油气水三相流多模式超声测试信号分析与流型辨识

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作者 史雪薇 谭超 董峰 《化工进展》 北大核心 2025年第4期1834-1848,共15页

针对水平管道油气水三相流流型的准确辨识问题,提出一种脉冲波/连续波超声组合式测试手段与多域特征提取方案。研究中,首先利用单晶的脉冲波超声传感器与双晶的连续波超声传感器对水平管道油气水三相流开展动态实验测试,同步获取流动过... 针对水平管道油气水三相流流型的准确辨识问题,提出一种脉冲波/连续波超声组合式测试手段与多域特征提取方案。研究中,首先利用单晶的脉冲波超声传感器与双晶的连续波超声传感器对水平管道油气水三相流开展动态实验测试,同步获取流动过程中的回波强度数据与多普勒频移数据。通过分析测试数据在不同流型下的响应特性,揭示了油气水三相流不同流型的流动特点,并从回波强度剖面中峰值所在管道径向位置的概率分布、平均流速波动时间序列与多普勒频移的频率分解中提取了相关特征,量化了相界面的空间域分布特性与流速的时域、频域波动特性。最终,利用所提取的多域特征向量搭建了基于随机森林的分类器,实现了水平管道中8种油气水三相流流型的准确识别,平均识别率达96.6%。所提方法为复杂工业多相流的流型辨识问题提供了一种简单、高效、低成本、非侵入性的解决方案,具有重要的科学与工程应用价值。 展开更多

关键词 油气水三相流 流速 界面 测量 流型识别 仪器仪表

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垂直上升管油气水三相流视频图像灰度波动信号的混沌特性分析 被引量：13

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作者 周云龙 李洪伟 何强勇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第35期49-56,共8页

以35号润滑油,空气和自来水为试验介质,应用高速摄像机对垂直上升管内的油气水三相流的6种典型流型进行了动态图像的拍摄。提取每一帧图像的灰度均值组成时间序列,对其进行混沌特性分析,主要对互信息法,自相关法,平均位移法以及(去偏)... 以35号润滑油,空气和自来水为试验介质,应用高速摄像机对垂直上升管内的油气水三相流的6种典型流型进行了动态图像的拍摄。提取每一帧图像的灰度均值组成时间序列,对其进行混沌特性分析,主要对互信息法,自相关法,平均位移法以及(去偏)自相关法4种求延迟的方法进行了对比,同时结合功率谱、混沌关联维与HURST指数对油气水三相流的流型形成机理进行了分析。试验结果表明:垂直上升管中油气水三相流的动态图像灰度波动信号具有混沌特征,能够对三相流几种典型流型进行很好的表征。 展开更多

关键词 油气水三相流 图像灰度时间序列 延迟时间 功率谱 吸引子 HURST指数

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水平圆管内油气水三相流摩擦阻力的模型与结构关系式 被引量：7

3

作者 张西民 郭烈锦 +2 位作者 于立军 李广军 黄建春 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期59-63,共5页

以双流体分相模型为基础，对水平放置圆管内油气两相流及油气水三相流摩擦阻力压降的特性的数理模型开展了系统的理论分析，建立了各种流型下的摩擦阻力压降关联式，揭示了摩擦阻力压降的变化规律．

关键词 油气水三相流 摩擦阻力 水平圆管 数理模型

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水平圆管内油气水三相流摩擦阻力特性的实验研究 被引量：5

4

作者 张西民 郭烈锦 +2 位作者 于立军 李广军 黄建春 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期48-51,共4页

给出了水平放置的圆管内气水、油气两相流及油气水三相流动摩擦阻力压降特性的实验结果．应用理论研究中推导出的各种流型下的摩擦阻力压降关联式进行了计算，并与实验数据进行了比较，揭示了摩擦阻力压降随折算气速、折算液速、油水混... 给出了水平放置的圆管内气水、油气两相流及油气水三相流动摩擦阻力压降特性的实验结果．应用理论研究中推导出的各种流型下的摩擦阻力压降关联式进行了计算，并与实验数据进行了比较，揭示了摩擦阻力压降随折算气速、折算液速、油水混合液中的含水率以及管子直径的变化规律． 展开更多

关键词 油气水三相流 摩擦阻力 圆管 三相流 密度 粘度

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水平管内油气水三相流动特性研究 被引量：8

5

作者 于立军 蒋安众 +1 位作者 虞亚辉 胡天本 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第9期1171-1174,共4页

通过对 4 5mm管径、水平放置圆管内油气水三相流流型的实验研究 ,采用实验方法整理出vsg- vsl平面流型图 ;从双流体模型基本方程出发 ,通过动力学分析 ,对水平管内油气水三相流动中各流型间相互转变的机理和预报模型进行了研究 ,得到了 ... 通过对 4 5mm管径、水平放置圆管内油气水三相流流型的实验研究 ,采用实验方法整理出vsg- vsl平面流型图 ;从双流体模型基本方程出发 ,通过动力学分析 ,对水平管内油气水三相流动中各流型间相互转变的机理和预报模型进行了研究 ,得到了 4种基本流型间相互转变的预报关系式 ,并与实验结果进行比较 ,两者符合良好 .当油气水三相流中的油水乳化液处于 O/W型时 ,含油率对流型转换的影响很小 ,油水可作为一相来处理 . 展开更多

关键词 油气水三相流 水平管 转变边界

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基于PTV法对油气水三相流流场的测定 被引量：7

6

作者 周云龙 李洪伟 范振儒 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期2505-2510,共6页

以35#润滑油、空气和自来水为实验介质,对垂直上升管内的油气水三相流的流场与流速进行了实验研究。在水流量为3.18m3·h-1、空气流量为0.25m3·h-1、油流量为0.4m3·h-1的工况下应用高速摄像机对水包油流型进行了拍摄,并... 以35#润滑油、空气和自来水为实验介质,对垂直上升管内的油气水三相流的流场与流速进行了实验研究。在水流量为3.18m3·h-1、空气流量为0.25m3·h-1、油流量为0.4m3·h-1的工况下应用高速摄像机对水包油流型进行了拍摄,并跟踪气泡及油滴,对流速与流场进行了测定,同时与DPIV中的互相关法求出的流速进行了对比,实验结果表明,应用跟踪气泡及油滴的方法同DPIV的互相关法求出的流速与流场存在较小的误差,可以应用于油气水三相流中的流速与流场的测定。 展开更多

关键词 油气水三相流 图像处理 互相关 粒子跟踪测速法

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水平管内油气水三相流动摩擦阻力压降特性研究 被引量：3

7

作者 周云龙 蔡辉 +2 位作者 关月波 宋景东 张玲 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期28-31,共4页

对水平管内油气水三相流动的摩擦压降特性进行系统的理论和实验研究 ,建立了泡状流和环状流摩擦压力降的理论模型 ,揭示了摩擦压力降随折算气速、折算液速、油水混合物含水率及管径的变化规律。实验结果与理论计算结果相吻合。

关键词 水平管 油气水三相流动 摩擦阻力 压降特性 研究

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油井伞集流油气水三相流流动参数的软测量方法 被引量：4

8

作者 金宁德 赵鑫 +1 位作者 郑华 陈景霞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2847-2853,共7页

基于伞集流涡轮流量计与放射性持水率-密度计组合仪在油气水三相流流动环中的动态测量特性,建立了三相流总流量及分相含率的人工神经网络软测量模型.由于集流伞存在流体非线性漏失,集流后测量通道内流型复杂多变,在软测量模型中考虑了... 基于伞集流涡轮流量计与放射性持水率-密度计组合仪在油气水三相流流动环中的动态测量特性,建立了三相流总流量及分相含率的人工神经网络软测量模型.由于集流伞存在流体非线性漏失,集流后测量通道内流型复杂多变,在软测量模型中考虑了油水流型特性的影响.人工神经网络训练与学习采用了Levenbery-Mar-quardt非线性阻尼最小二乘算法,模型检验结果表明:对泡状流及段塞流流型,利用该模型可以实现较高精度的总流量及分相含率预测,为伞集流油气水三相流测井信息处理提供了一种有效方法. 展开更多

关键词 油气水三相流 测量特性 流型特征 软测量模型

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垂直上升管中油气水三相流流型多尺度熵分析 被引量：2

9

作者 王振亚 金宁德 +2 位作者 宗艳波 王振华 王涛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2377-2386,共10页

为了研究垂直上升管中油气水三相流流动特性,本文利用纵向多极阵列电导式传感器(VMEA)和阵列电导探针组合测量方法在内径为1 25 mm多相流流动环中采集了油气水三相流电导波动信号,在定义6种油气水二相流流型基础上,绘制了4种油水混合液... 为了研究垂直上升管中油气水三相流流动特性,本文利用纵向多极阵列电导式传感器(VMEA)和阵列电导探针组合测量方法在内径为1 25 mm多相流流动环中采集了油气水三相流电导波动信号,在定义6种油气水二相流流型基础上,绘制了4种油水混合液量下油气水三相流流型转换图,分析了含油率对流型转化及气相流速对油水相态逆转的影响.对水为连续相的5种流型VMEA传感器波动信号进行了多尺度熵分析,研究结果表明:含油率增加可使水包油段塞流在较低气相表观速度下产生;较低流速下的油水相态逆转可发生在油液比为0.9左右,气相流速增加使得逆转点向含油率低的方向偏移;多尺度熵细节可以刻画油气水三相流非线性动力学特性,而低尺度的多尺度熵变化率敏感地反映流型转变,是划分油气水三相流流型的有效准则.多尺度熵有助于理解油气水三相流流型非线性动力学特征. 展开更多

关键词 油气水三相流 流型识别 VMEA传感器 多尺度熵

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垂直下降管内油气水三相间歇-环状流转换的研究 被引量：2

10

作者 蔡继勇 陈听宽 罗毓珊 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第11期44-48,共5页

对垂直下降管内油气水三相间歇流向环状流的转换进行了详细的实验研究，提出了发生转换的新判别式，着重研究了流体粘度对转换的影响，预测模型与实验结果吻合良好．此模型优于其他文献中提出的预测模型，具有较广的适用范围．

关键词 垂直下降管 油气水三相流 间歇流 环状流 转换

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油气水三相携砂井筒变质量流量流动实验研究 被引量：2

11

作者 高宏 汪志明 +1 位作者 王小秋 王东营 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期147-151,共5页

为研究稠油开采过程中多相存在条件下的井筒流动规律,基于大尺寸井筒油、气、水、砂多相复杂流动物理模拟实验装置,开展了油气水三相携砂流动实验,分析了黏度、液相主流流量、气相主流流量等参数对井筒压降规律及携砂能力的影响规律。... 为研究稠油开采过程中多相存在条件下的井筒流动规律,基于大尺寸井筒油、气、水、砂多相复杂流动物理模拟实验装置,开展了油气水三相携砂流动实验,分析了黏度、液相主流流量、气相主流流量等参数对井筒压降规律及携砂能力的影响规律。结果表明:随着气相主流流量的增大,相同条件下,井筒压降先降低后增大;随着液相主流流量的增加,油气水三相携砂井筒流动压降增大,且基本呈线性变化;气相壁面注入对砂床高度影响不大;气相主流速度、液相主流速度对砂床高度的影响均比较大;随着气相流速与液相流速的增大,砂床高度均明显降低。在实际生产中,采取注气等措施促使液相转化为水包油乳化液将有利于提高单井效益,并保证较长的洗井周期。 展开更多

关键词 油气水三相携砂 稠油黏度 适度出砂 砂床高度 砂床运移 井筒压降

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倾斜下降管内油气水三相流流型转变的实验研究 被引量：3

12

作者 周云龙 蒋诚 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期40-42,共3页

对倾斜下降管倾角变化对油气水三相流流型转变的影响进行了研究 ,通过大量实验得到流型图 ,发现倾角对流型转变有重大影响 :倾角增大到 3 0°时 ,增大气流量 ,泡状流已不再转变为间歇流 ,而是分层流 ;倾角变化对环状流和间歇流之间... 对倾斜下降管倾角变化对油气水三相流流型转变的影响进行了研究 ,通过大量实验得到流型图 ,发现倾角对流型转变有重大影响 :倾角增大到 3 0°时 ,增大气流量 ,泡状流已不再转变为间歇流 ,而是分层流 ;倾角变化对环状流和间歇流之间的转变影响显著。 展开更多

关键词 油气输送 倾斜下降管 油气水三相流 流型转变

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油气水三相流产出剖面光纤持气率计的设计与理论研究 被引量：3

13

作者 牟海维 王爱双 +1 位作者 张坤 刘超 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第14期3363-3364,3376,共3页

采用手工研磨的方法制作双纤锥形结构光纤探头,通过硬件电路实现用于油气水三相流持气率测量的光纤探针传感器的设计。室内实验结果表明,双纤结构的光纤探针持气率计具有光路简单、易于检测、稳定性好等优点。

关键词 应用光学电子学 油气水三相流 光纤探针 持气率

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油气水三相流标定系统 被引量：2

14

作者 张家田 党瑞荣 李丽容 《西安石油学院学报（自然科学版）》 2001年第6期44-46,64,共4页

认为在油田生产中 ,要科学准确地计量原油产量 ,就必须确保计量油、气、水三相流仪器的准确性 ,这是一项技术难度很高的任务 .首先 ,介绍了油、气、水三相流标定系统的工作原理 ,其次 ,根据目前国内的实际需要 ,设计了既能体现当今技术... 认为在油田生产中 ,要科学准确地计量原油产量 ,就必须确保计量油、气、水三相流仪器的准确性 ,这是一项技术难度很高的任务 .首先 ,介绍了油、气、水三相流标定系统的工作原理 ,其次 ,根据目前国内的实际需要 ,设计了既能体现当今技术水平 ,又便于实现的三相流标定系统 .系统达到的稳定度 :液相± 0 .2 % ,气相± 1 .5 % .三相混合液经分离 ,油中水含量小于 1 % . 展开更多

关键词 油气田开发 油气水三相流 校准 计量 测量仪器 标定系统

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油气水三相流动不同流型摩擦阻力的实验研究 被引量：1

15

作者 于立军 王经 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期259-261,共3页

采用双流体模型，将油水混合物作为非牛顿流体，重点进行了间歇流的摩擦阻力计算分析，并在管径４５ｍｍ、水平放置圆管的实验台架上对不同流型的油气水三相流动的摩擦阻力进行了计算和测量．结果表明，间歇流摩擦阻力计算式与实验测... 采用双流体模型，将油水混合物作为非牛顿流体，重点进行了间歇流的摩擦阻力计算分析，并在管径４５ｍｍ、水平放置圆管的实验台架上对不同流型的油气水三相流动的摩擦阻力进行了计算和测量．结果表明，间歇流摩擦阻力计算式与实验测量结果基本一致，进一步改进后可用于工程计算和运行检测；水平管内油气水三相流动摩擦阻力特性受折算气速。 展开更多

关键词 多相流动 摩擦阻力 油气水三相流 流动特性

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岩石润湿性对油气水三相相对渗透率的影响 被引量：1

16

作者 赵明国 张洪亮 于宝新 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 1995年第3期9-12,共4页

在地层温度下.用隐定法对饱和过程为S_w↓S_o↓S_z↓的油湿和水湿人造砂岩的油气水三相相对渗透率进行了实验测定,实验中分别采用电阻率和称重法测水相和油帽的饱和度,用“三段岩心”法消除末端效应。实验结果表明:岩石润湿性对相对渗... 在地层温度下.用隐定法对饱和过程为S_w↓S_o↓S_z↓的油湿和水湿人造砂岩的油气水三相相对渗透率进行了实验测定,实验中分别采用电阻率和称重法测水相和油帽的饱和度,用“三段岩心”法消除末端效应。实验结果表明:岩石润湿性对相对渗透率有明显的影响,水湿岩石中,水的等渗线为一组直线。即水相相对渗透率只与水饱和度S_w有关,而与油,气的单独饱和度无关,油、气的相对渗透率与所有三相的饱和度有关,油的等渗线为一组凹向100％S_o点的曲线,气的等渗线为一组凸向100％S_z点的曲线;在油湿岩石中,油,气、水三相的相对渗透率与所有三相的饱和度有关,各相等渗线均为一组凸向100％各自饱和度点的曲线。 展开更多

关键词 润湿性 渗透率 砂岩 油气水三相流动 油气层

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油气水三相流流型的灰度波动时间序列分析

17

作者 周云龙 袁俊文 李洪伟 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第8期26-30,共5页

三相流流型极大地影响三相流的流动和传热特性,准确表征流型对相关设备的设计和运行具有重要意义。在水体积流量为1.32—12.15 m^3/h,油体积流量为0.01—0.43 m^3/h,空气体积流量为0.75—2.5 m^3/h时,对垂直上升管中油气水三相流的6种... 三相流流型极大地影响三相流的流动和传热特性,准确表征流型对相关设备的设计和运行具有重要意义。在水体积流量为1.32—12.15 m^3/h,油体积流量为0.01—0.43 m^3/h,空气体积流量为0.75—2.5 m^3/h时,对垂直上升管中油气水三相流的6种典型流型进行了动态图像的拍摄,提取每一帧图像的灰度均值组成灰度波动信号,进行了分形及混沌时间序列分析。分析结果为：当空气流量在0.75—2.5 m^3/h之间变化时,所提取的分形维数及吸引子关联维数分别在0.924 7—1.223 4及1.493 7—5.498 2之间,且分形维数及混沌吸引子关联维数随气相流量呈不规则突变,并与流型的Wigner-Ville分布（WVD）特征相对应,表明了分形维数及混沌吸引子关联维数对油气水三相流流型变化具有敏感的＂指示器＂特性,可以较好地表征油气水三相流流型变化。 展开更多

关键词 油气水三相流 图像灰度 分形维数 关联维数 WVD特征

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改进LMS时延估计算法在油气水三相流流量测量中的应用

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作者 李林 李英伟 +2 位作者 孔令富 李朝辉 朱广路 《燕山大学学报》 CAS 2014年第4期371-376,共6页

油气水三相流流量测量是油气田开发动态监测普遍存在的问题,其测量的准确与否对油气田开发具有重要意义。本文提出一种基于最大似然LMS自适应时延估计的改进算法,该算法首先通过小波变换对采集数据进行滤波以减小LMS自适应时延估计的误... 油气水三相流流量测量是油气田开发动态监测普遍存在的问题,其测量的准确与否对油气田开发具有重要意义。本文提出一种基于最大似然LMS自适应时延估计的改进算法,该算法首先通过小波变换对采集数据进行滤波以减小LMS自适应时延估计的误差;然后采用改进的最大似然加权函数对计算结果进行修正,以使计算结果更加准确,收敛更加迅速。在大庆油田模拟井实验平台上对改进算法进行了验证,为准确测量油气水三相流流量提供了一种可行的方法。 展开更多

关键词 油气水三相流 流量测量 LMS 时延估计 最大似然估计

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水平管道油气水三相流含水率测量 被引量：2

19

作者 戴玮 谭超 董峰 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第1期135-137,共3页

针对水为连续相和油为连续相的流动状态,分别使用电导和电容传感器进行测量,实现了不同连续相条件下水平管油气水三相流的含水率检测。综合两种传感器的含水率实验结果,测量的平均相对误差为4.88%,为工业管道的油气水三相流动提供了含... 针对水为连续相和油为连续相的流动状态,分别使用电导和电容传感器进行测量,实现了不同连续相条件下水平管油气水三相流的含水率检测。综合两种传感器的含水率实验结果,测量的平均相对误差为4.88%,为工业管道的油气水三相流动提供了含水率在线检测的方法。 展开更多

关键词 油气水三相流 电导传感器 电容传感器 相含率

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油气水三相段塞流引起的海洋立管耦合振动响应 被引量：3

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作者 钟强 骆正山 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期95-101,共7页

海洋立管是海上油气集输系统的重要组成部分,用于连接海底油气井口与海上油气集输站。在油气储运工程中,海洋油气集输介质多为油气水三相流体。为了研究油气水三相流海洋立管系统在严重段塞流作用下产生的耦合振动问题,进行了数值计算... 海洋立管是海上油气集输系统的重要组成部分,用于连接海底油气井口与海上油气集输站。在油气储运工程中,海洋油气集输介质多为油气水三相流体。为了研究油气水三相流海洋立管系统在严重段塞流作用下产生的耦合振动问题,进行了数值计算与实证研究。基于多相流体力学与动力学理论,构建了油气水三相严重段塞流模型和海洋立管结构动力学模型,结合这2个模型,模拟了立管耦合振动响应过程,并设计了下倾管倾斜角度为3°的L型油气水三相流立管系统进行实验。对模型计算值和实测值进行对比,结果表明:所提出的耦合振动响应模型比现有严重段塞流瞬态数学模型更适用于油气水三相段塞流引起的海洋立管耦合振动响应问题的研究,计算结果与实验结果较吻合;立管底部压强与底部位移呈周期性变化,且变化周期基本一致;流体压强是引发立管系统耦合振动响应问题的关键因素。研究结果为油气水三相流海洋立管系统在严重段塞流作用下的耦合振动响应特性分析及其结构设计提供了参考。 展开更多

关键词 油气水三相流 严重段塞流 流固耦合 海洋立管 振动响应 数值计算

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