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专利号: 2019105920489
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种油气水三相流分相含率测量方法,其特征在于,包括:

将光纤探针置于油气水三相流中,获取预设时间段内所述光纤探针测量出的电压信号,并按时间顺序将所述电压信号进行排列,生成电压信号集;所述电压信号集包括油相电压信号、水相电压信号和气相电压信号;

将所述电压信号集划分为上升信号集和下降信号集;所述上升信号集包括多个上升电压信号组,所述下降信号集包括多个下降电压信号组;每个所述上升电压信号组包括多个相邻且电压值单调递增的上升电压信号;每个所述下降电压信号组包括多个相邻且电压值单调递减的下降电压信号;

采用多阈值法对所述上升信号集中的电压信号进行分类,得到第一油相信号类、第一气相信号类和第一水相信号类;采用多阈值法对所述下降信号集中的电压信号进行分类,得到第二油相信号类、第二气相信号类和第二水相信号类;

根据所述第一油相信号类中电压信号点数、所述第二油相信号类中电压信号点数和总电压信号点数计算油相含率;根据所述第一水相信号类中电压信号点数、所述第二水相信号类中电压信号点数和总电压信号点数计算水相含率;根据所述第一气相信号类中电压信号点数、所述第二气相信号类中电压信号点数和总电压信号点数计算气相含率;所述总电压信号点数为所述电压信号集中电压信号总点数。

2.根据权利要求1所述的油气水三相流分相含率测量方法,其特征在于,所述采用多阈值法对所述上升信号集中的电压信号进行分类,具体包括:将光纤探针置于油相中,获取所述光纤探针测量出的多个油相电压信号;将光纤探针置于水相中,获取所述光纤探针测量出的多个水相电压信号;

比较所述油相电压信号的电压值,得到最大油相电压值k1;比较所述水相电压信号的电压值,得到最小水相电压值k2和最大水相电压值k3;

比较所述上升电压信号组中上升电压信号的电压值,得到最大上升电压值Umax和最小上升电压值Umin;

若Umax≤k3,将电压值小于或等于k1的上升电压信号存入所述第一油相信号类,将电压值大于k1的上升电压信号存入所述第一水相信号类;若Umax>k3且Umin≥k2,将电压值小于或等于k3的上升电压信号存入所述第一水相信号类,将电压值大于k3的上升电压信号存入所述第一气相信号类;若Umax>k3且Umin

判断是否遍历完所有上升电压信号组;若遍历完成,输出第一油相信号类、第一气相信号类和第一水相信号类;否则,获取下一个所述上升电压信号组,并返回步骤“比较所述上升电压信号组中上升电压信号的电压值”。

3.根据权利要求2所述的油气水三相流分相含率测量方法,其特征在于,所述采用多阈值法对所述下降信号集中的电压信号进行分类,具体包括:将光纤探针置于气相中,获取所述光纤探针测量出的多个气相电压信号;

比较所述气相电压信号的电压值,得到最小气相电压值k4;

比较所述下降电压信号组中下降电压信号的电压值,得到最大下降电压值Umax’和最小下降电压值Umin’;

若Umax’≤k3,将电压值小于k2的下降电压信号存入所述第二油相信号类,将电压值大于或等于k2的下降电压信号存入所述第二水相信号类;若Umax’>k3且Umin’≥k2,将电压值小于k4的下降电压信号存入所述第二水相信号类,将电压值大于或等于k4的下降电压信号存入所述第二气相信号类;若Umax’>k3且Umin’

判断是否遍历完所有下降电压信号组;若遍历完成,输出第二油相信号类、第二气相信号类和第二水相信号类;否则,获取下一个所述下降电压信号组,并返回步骤“比较所述下降电压信号组中下降电压信号的电压值”。

4.根据权利要求1所述的油气水三相流分相含率测量方法,其特征在于,

所述根据所述第一油相信号类中电压信号点数、所述第二油相信号类中电压信号点数和总电压信号点数计算油相含率,具体包括:对所述第一油相信号类中电压信号点数和所述第二油相信号类中电压信号点数进行求和运算,得到油相信号类总电压信号点数;

将所述油相信号类总电压信号点数与所述总电压信号点数作商,得到油相含率;

所述根据所述第一水相信号类中电压信号点数、所述第二水相信号类中电压信号点数和总电压信号点数计算水相含率,具体包括:对所述第一水相信号类中电压信号点数和所述第二水相信号类中电压信号点数进行求和运算,得到水相信号类总电压信号点数;

将所述水相信号类总电压信号点数与所述总电压信号点数作商,得到水相含率;

所述根据所述第一气相信号类中电压信号点数、所述第二气相信号类中电压信号点数和总电压信号点数计算气相含率,具体包括:对所述第一气相信号类中电压信号点数和所述第二气相信号类中电压信号点数进行求和运算,得到气相信号类总电压信号点数;

将所述气相信号类总电压信号点数与所述总电压信号点数作商,得到气相含率。

5.一种油气水三相流分相含率测量系统,其特征在于,包括:

电压信号集生成模块,用于将光纤探针置于油气水三相流中,获取预设时间段内所述光纤探针测量出的电压信号,并按时间顺序将所述电压信号进行排列,生成电压信号集;所述电压信号集包括油相电压信号、水相电压信号和气相电压信号;

电压信号集划分模块,将所述电压信号集划分为上升信号集和下降信号集;所述上升信号集包括多个上升电压信号组,所述下降信号集包括多个下降电压信号组;每个所述上升电压信号组包括多个相邻且电压值单调递增的上升电压信号;每个所述下降电压信号组包括多个相邻且电压值单调递减的下降电压信号;

电压信号分类模块,用于采用多阈值法对所述上升信号集中的电压信号进行分类,得到第一油相信号类、第一气相信号类和第一水相信号类;还用于采用多阈值法对所述下降信号集中的电压信号进行分类,得到第二油相信号类、第二气相信号类和第二水相信号类;

气相含率计算模块,用于根据所述第一油相信号类中电压信号点数、所述第二油相信号类中电压信号点数和总电压信号点数计算油相含率;根据所述第一水相信号类中电压信号点数、所述第二水相信号类中电压信号点数和总电压信号点数计算水相含率;根据所述第一气相信号类中电压信号点数、所述第二气相信号类中电压信号点数和总电压信号点数计算气相含率;所述总电压信号点数为所述电压信号集中电压信号总点数。

6.根据权利要求1所述的油气水三相流分相含率测量系统,其特征在于,所述电压信号分类模块,具体包括:油相电压信号获取单元,用于获取所述光纤探针测量出的多个油相电压信号;

水相电压信号获取单元,用于获取所述光纤探针测量出的多个水相电压信号;

第一比较单元,用于比较所述油相电压信号的电压值,得到最大油相电压值k1;比较所述水相电压信号的电压值,得到最小水相电压值k2和最大水相电压值k3;

第二比较单元,用于比较所述上升电压信号组中上升电压信号的电压值,得到最大上升电压值Umax和最小上升电压值Umin;

第一存储单元,用于在Umax≤k3时,将电压值小于或等于k1的上升电压信号存入所述第一油相信号类,将电压值大于k1的上升电压信号存入所述第一水相信号类;在Umax>k3且Umin≥k2时,将电压值小于或等于k3的上升电压信号存入所述第一水相信号类,将电压值大于k3的上升电压信号存入所述第一气相信号类;在Umax>k3且Umin

第一判断单元,用于判断是否遍历完所有上升电压信号组;若遍历完成,将指令发送至第一输出单元,若没有遍历完成,获取下一个所述上升电压信号组,并将指令发送至所述第二比较单元;

第一输出单元,用于输出第一油相信号类、第一气相信号类和第一水相信号类。

7.根据权利要求6所述的油气水三相流分相含率测量系统,其特征在于,所述电压信号分类模块,还包括:气相电压信号获取单元,用于获取所述光纤探针测量出的多个气相电压信号;

第三比较单元,用于比较所述气相电压信号的电压值,得到最小气相电压值k4;

第四比较单元,用于比较所述下降电压信号组中下降电压信号的电压值,得到最大下降电压值Umax’和最小下降电压值Umin’;

第二存储单元,用于当若Umax’≤k3时,将电压值小于k2的下降电压信号存入所述第二油相信号类,将电压值大于或等于k2的下降电压信号存入所述第二水相信号类;当Umax’>k3且Umin’≥k2,将电压值小于k4的下降电压信号存入所述第二水相信号类,将电压值大于或等于k4的下降电压信号存入所述第二气相信号类;若Umax’>k3且Umin’

第二判断单元,用于判断是否遍历完所有下降电压信号组;若遍历完成,将指令发送至第二输出单元;若没有遍历完成,获取下一个所述下降电压信号组,并将指令发送至所述第四比较单元;

第二输出单元,用于输出第二油相信号类、第二气相信号类和第二水相信号类。

8.根据权利要求5所述的油气水三相流分相含率测量系统,其特征在于,所述气相含率计算模块,具体包括:油相含率计算单元、水相含率计算单元和气相含率计算单元;

所述油相含率计算单元,具体包括:

油相信号类总电压信号点数生成子单元,用于对所述第一油相信号类中电压信号点数和所述第二油相信号类中电压信号点数进行求和运算,得到油相信号类总电压信号点数;

油相含率计算子单元,用于将所述油相信号类总电压信号点数与所述总电压信号点数作商,得到油相含率;

所述水相含率计算单元,具体包括:

水相信号类总电压信号点数生成子单元,用于对所述第一水相信号类中电压信号点数和所述第二水相信号类中电压信号点数进行求和运算,得到水相信号类总电压信号点数;

水相含率计算子单元,用于将所述水相信号类总电压信号点数与所述总电压信号点数作商,得到水相含率;

所述气相含率计算单元,具体包括:

气相信号类总电压信号点数生成子单元,用于对所述第一气相信号类中电压信号点数和所述第二气相信号类中电压信号点数进行求和运算,得到气相信号类总电压信号点数;

气相含率计算子单元,用于将所述气相信号类总电压信号点数与所述总电压信号点数作商,得到气相含率。