汽水兩相流雙參數測量儀表跟孔板比較 采法是*有效的回收稠油的方法，在稠油熱采過程中，注入油井蒸汽的質量流量和干度，很大程度地影響著稠油的輸出，這使得對注井蒸汽參數的測量十分重要，這屬于汽水兩相流測量的問題。在工業過程和科學研究中，兩相流的檢測一直是檢測科學研究的一個焦點。Murdock等建立了孔板分離流模型，James等建立了改進的孔板均相流模型。以上兩模型用兩相密度比修正后，進一步提高了模型精度，并擴大了適用范圍。兩相流動是一個隨機過程，兩相流體中的相分布在空間和時間上都是隨機的。由此隨機性在測量過程中產生的噪聲，如孔板差壓脈動，是人們在兩相流檢測的實踐中熟知的物理現象。然而，根據傳統的測量理論，此噪聲僅僅是檢測系統中的干擾信號。根據現代檢測理論的觀點，噪聲也是過程系統輸出的一種信息。通過對噪聲機理的分析，建立噪聲的統計濾波模型，便可獲得與被檢測變量相關的定量信息，從而建立噪聲檢測兩相流的實用理論模型。1、 孔板差壓噪聲測量汽水兩相流的理論模型假設：汽液兩相分別流過孔板；無相間動量交換；無相變過程；滿足絕熱條件。由此得到理想化的孔板分離流模型為：越小，差壓噪聲越大。將式(3)的兩邊分別除以式(2)的兩邊，可得：式(5)、(6)即為利用孔板差壓噪聲測量汽液兩相流雙參數(例如質量流量和干度)的理論模型。其物理意義明確，形式非常簡單，無須變換便可直接應用于微機儀表。實測的汽水兩相流孔板差壓方根的相對統計方差(R)，大者可達百分之幾十，小者也有百分之幾，對于干度變化的反應相當靈敏。2、 汽水兩相流雙參數測量儀表根據上述的模型，作者研制成功與單孔板配套的測量儀表。該儀表核心是Intel 8098 CPU，配置32K ROM和8KRAM，還包括8個LED，8個按鍵以及微型打印機。一臺開關穩壓電源為儀表和變送器提供電能。來自壓力變送器和差壓變送器的4～20毫安直流信號經I/V轉換成1～5伏電壓信號，再經A/D變換成數字量。數字濾波和統計估計可得數學模型計算所需的P、和。并按壓力P由相應子程序計算密度和熱焓，從而算出汽水兩相流的干度、質量流量和攜帶熱量，并對流量和熱量進行累積運算。鍵盤和LED用于常數設置和結果顯示，微打可定時或立即打印結果。D/A接口輸出干度信號，RS232接口可與上位機進行通訊。儀表原理框圖如圖1所示。圖1 儀表框圖3、儀表在油田中的應用利用孔板測量汽水兩相流實驗的78組數據，確定了比例系數值。以下實驗數據來自遼河油田的兩個油井。表1顯示了采用本儀表和傳統采樣法所得的干度數據的差別。表2顯示了采用本儀表和傳統孔板流量計測得的流量數據的差別。[表1]