專利名稱：伽馬射線截面成像裝置、多相流流量測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種安裝在油氣田輸油管上的油氣水多相流伽馬射線截面成像裝置，還涉及一種使用該裝置的適用于油氣田輸油管內(nèi)的油氣水多相流流量測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
油井中油氣水三相產(chǎn)物的流量數(shù)據(jù)是油田采油工作中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是優(yōu)化生產(chǎn)和優(yōu)化油藏管理的主要依據(jù)。為獲取上述數(shù)據(jù)，近年來(lái)出現(xiàn)的使用伽馬射線技術(shù)的多相流計(jì)量系統(tǒng)，由于不需要對(duì)油氣水進(jìn)行分離即可對(duì)油氣水多相流混合物進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)的測(cè)量、占地面積小、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單、精度較高等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛的應(yīng)用于單井計(jì)量，在數(shù)字化智能油田系統(tǒng)中扮演重要的角色?，F(xiàn)有的使用伽馬射線技術(shù)的多相流量計(jì)系統(tǒng)對(duì)油氣水多相流混合物的測(cè)量過(guò)程一般如下1)標(biāo)定，獲取油、氣、水對(duì)不同能量窄束伽馬射線的吸收系數(shù)；2)改變油氣水多相流的流型流態(tài)，使其混合均勻；3)根據(jù)各介質(zhì)標(biāo)定的吸收系數(shù)，測(cè)量含水率WC和含氣率GVF，或者各相的相分率；4)測(cè)量總流量率Q ；5)計(jì)算氣流量率％ = Q * GVF ；6)計(jì)算液流量率 Gl1 = Q* (I-GVF)；7)計(jì)算油流量率 Q0 = A * (I-WC)；8)計(jì)算水流量率 Glw = Gl1 * WC ；目前，以伽馬射線為基礎(chǔ)的多相流計(jì)量技術(shù)的局限性以及所面臨的挑戰(zhàn)主要有以下幾點(diǎn)(1)測(cè)量精度不夠高。因?yàn)橘ゑR射線測(cè)量技術(shù)需要滿足窄束的條件這個(gè)前提，現(xiàn)有的多相流量計(jì)的放射源和探頭都布局在油管的徑向位置，因此只能獲取徑向很小立體角內(nèi)的混合物的相分率，在此探測(cè)區(qū)間之外的部分卻無(wú)能為力，所以相分率測(cè)量結(jié)果都是采用以“線”代“面”的方式，這種用局部來(lái)替代整體的方法使得其測(cè)量結(jié)果對(duì)流體的整體均勻性有要求。因此也就相對(duì)降低了整體的測(cè)量精度。(2)由于以上原因，現(xiàn)有的以伽馬射線為基礎(chǔ)的多相流流量計(jì)在上游一般都需要裝混合器，用于使油氣水多相流能夠充分均勻的混合，以達(dá)到油管徑向混合物的成分和比例能夠代表整個(gè)油管截面的混合物成分和比例， 但實(shí)際的混合效果并不能達(dá)到絕對(duì)的有代表性。(3)測(cè)量結(jié)果在很大程度上依賴于介質(zhì)的屬性。不同的油井，或者同一口油井的不同生產(chǎn)階段，其產(chǎn)物油、氣、水的成分都有很大的不同，那么其對(duì)伽馬射線的吸收都會(huì)不同，而介質(zhì)的吸收系數(shù)是現(xiàn)有的伽馬射線多相計(jì)量技術(shù)的一個(gè)重要輸入?yún)?shù)，為了獲取正確的介質(zhì)吸收系數(shù)，需要對(duì)油井產(chǎn)物進(jìn)行頻繁的取樣、 監(jiān)控和分析，必要時(shí)多相流量計(jì)需要停機(jī)工作，重新進(jìn)行介質(zhì)標(biāo)定。尤其是進(jìn)行勘探井測(cè)量時(shí)，由于油井介質(zhì)一般很難先行獲取，需要在作業(yè)過(guò)程中中斷作業(yè)，進(jìn)行介質(zhì)標(biāo)定，或在作業(yè)結(jié)束時(shí)進(jìn)行介質(zhì)標(biāo)定，重新運(yùn)算反演一次儀表的原始數(shù)據(jù)，獲得最終結(jié)果。這樣作業(yè)的連續(xù)性和數(shù)據(jù)的時(shí)效性都會(huì)受到影響，降低效率，提高成本。(4)不能直觀得到流體流態(tài)的流動(dòng)特性?，F(xiàn)有的伽馬多相流計(jì)量都只能給出多相流的平均密度信息而沒(méi)有其具體空間分布的位置信息。因此不能給出油、氣和水在輸油管內(nèi)的空間分布信息即成像信息。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，為了提高相分率的測(cè)量精度，尤其是非對(duì)稱的流型流態(tài)或多種流型流態(tài)同時(shí)并存時(shí)的相分率測(cè)量精度，滿足油田生產(chǎn)計(jì)量的需求，更有效地實(shí)施油藏管理和生產(chǎn)優(yōu)化管理，本實(shí)用新型的第一個(gè)目的在于提供一種安裝在油氣水多相流輸油管上的伽馬射線截面成像裝置，對(duì)輸油管內(nèi)的油、氣和水進(jìn)行成像，獲取多相流的空間分布信息。本實(shí)用新型的第二個(gè)目的在于提供兩種安裝在輸油管上采用本實(shí)用新型的伽馬射線截面成像裝置而對(duì)油氣水多相流進(jìn)行連續(xù)測(cè)量的油氣水流量測(cè)量裝置。為了實(shí)現(xiàn)第一個(gè)目的，本實(shí)用新型提供了一種用于輸油管中的多相流的伽馬射線截面成像裝置，它由至少兩組探頭組成，每組探頭包括一個(gè)伽馬射線探測(cè)器陣列、放射源以及放射源屏蔽器。伽馬射線探測(cè)器陣列設(shè)置在被測(cè)輸油管的一側(cè)，其法線與輸油管的軸向垂直，放射源位于所述輸油管的另一側(cè)，所述放射源屏蔽器對(duì)放射源進(jìn)行屏蔽。每組探頭所包括的伽馬射線探測(cè)器陣列確定多個(gè)探測(cè)區(qū)間，每個(gè)探測(cè)區(qū)間由伽馬射線探測(cè)器陣列中的一個(gè)探測(cè)器來(lái)確定，每個(gè)探測(cè)區(qū)間都可獲得伽馬射線的平均吸收系數(shù)，同時(shí)獲取不同探測(cè)區(qū)間的平均吸收系數(shù)可以得到多相流的瞬時(shí)截面圖像。所述伽馬射線探測(cè)器陣列是由相應(yīng)的準(zhǔn)直器陣列、閃爍晶體陣列和光電倍增管陣列組成，其中閃爍晶體陣列和光電倍增管陣列也可是半導(dǎo)體射線探測(cè)器，或者是閃爍晶體加上位置靈敏的光電倍增管或半導(dǎo)體光電倍增管。所述伽馬放射源是單一伽馬能量的放射源。所述伽馬射線截面成像裝置可由兩組在同一截面上的探頭組成，所述兩組探頭構(gòu)成正交的空間結(jié)構(gòu)以提高探測(cè)角度在所述輸油管的截面上分布的均勻性，所述伽馬射線截面成像裝置可由N組(N>= 3)在同一截面上的探頭組成，以提高有效探測(cè)區(qū)域在輸油管的截面上的覆蓋范圍，每相鄰兩組探頭的旋轉(zhuǎn)角度為360° /N。所述伽馬射線截面成像裝置可由N組(N>= 3)探頭組成，并且所述N組探頭在軸向上相互錯(cuò)開(kāi)，每相鄰兩組探頭的旋轉(zhuǎn)角度為360° /N,以使所述多組探頭的有效探測(cè)區(qū)域相互避開(kāi)。沿輸油管的軸向以一定間距設(shè)置兩套所述伽馬射線截面成像裝置，可以通過(guò)對(duì)瞬時(shí)截面圖像進(jìn)行連續(xù)相關(guān)運(yùn)算處理來(lái)獲取多相流的流速信息。將多相流的瞬時(shí)截面圖像在時(shí)間上實(shí)時(shí)排列起來(lái)，可以得到多相流的截面影像。該伽馬射線截面成像裝置還包括對(duì)所述瞬時(shí)截面圖像進(jìn)行處理的圖像處理部分， 當(dāng)平均吸收系數(shù)接近多相流中的某一相時(shí)，對(duì)瞬時(shí)截面圖像的像素進(jìn)行單一相的量子化處理，在瞬時(shí)截面圖像中的部分像素被量子化之后，重新計(jì)算各剩余像素的吸收系數(shù)的最佳值，經(jīng)過(guò)多次量子化及求最佳值的處理，獲取多相流的相分率，從而能夠在單一伽馬能量放射源的條件下獲取多相流的相分率。為了實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的，本實(shí)用新型提供了兩種安裝在輸油管上的油氣水多相流流量測(cè)量裝置，兩種測(cè)量裝置都使用了本實(shí)用新型的伽馬射線截面成像裝置。
5[0024]第一種油氣水多相流測(cè)量裝置包括在所述輸油管的計(jì)量入口端和所述輸油管的計(jì)量出口端之間依次安裝的盲三通混合裝置、上述伽馬射線截面成像裝置、差壓式流量測(cè)量器件以及第一連接管段，在所述盲三通混合裝置上安裝有溫度變送器和壓力變送器，所述差壓式流量測(cè)量器件設(shè)置有差壓變送器，所述伽馬射線截面成像裝置對(duì)油氣水多相流進(jìn)行截面成像并進(jìn)行圖像處理，獲取油氣水三相的相分率a。、ag、α w，所述差壓式流量測(cè)量器件和所述差壓變送器通過(guò)測(cè)定總流量差壓值△ P而測(cè)得總流量率Q，所述溫度變送器和所述壓力變送器分別測(cè)量輸油管內(nèi)的溫度和壓力。第二種測(cè)量裝置可稱為“互相關(guān)多相流量計(jì)”，它包括在所述輸油管的計(jì)量入口端和所述輸油管的計(jì)量出口端之間依次安裝的盲三通混合裝置、位于輸油管的上游的伽馬射線截面成像裝置、第二連接管段、位于輸油管的下游的伽馬射線截面成像裝置以及第三連接管段，在所述盲三通混合裝置上安裝有溫度變送器和壓力變送器，其特征在于位于輸油管上游的伽馬射線截面成像裝置和位于輸油管下游的伽馬射線截面成像裝置對(duì)油氣水多相流進(jìn)行截面成像并進(jìn)行圖像處理，獲取液相和氣相的互相關(guān)時(shí)間tl、tg，含氣率GVF以及液相中的含水率WC，所述溫度變送器和所述壓力變送器分別測(cè)量輸油管內(nèi)的溫度和壓力。

圖1是伽馬射線截面成像裝置的正交探頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是伽馬射線截面成像裝置的三探頭結(jié)構(gòu)示意圖，上半部為側(cè)視圖，下半部為剖面圖。圖3是伽馬射線截面成像裝置的軸向三層九探頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型的使用伽馬射線截面成像裝置的油氣水多相流流量測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖5是使用圖4所示實(shí)施例的油氣水多相流流量測(cè)量方法的流程圖。圖6是本實(shí)用新型的使用伽馬射線截面成像裝置的油氣水多相流流量測(cè)量裝置的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖7是使用圖6所示實(shí)施例的油氣水多相流流測(cè)量方法的流程圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。圖1 3示出了本實(shí)用新型的伽馬射線截面成像裝置的不同實(shí)施例。圖1為伽馬射線截面成像裝置的正交探頭結(jié)構(gòu)示意圖，該伽馬射線截面成像裝置由兩組位于同一截面位置的探頭正交組成，每組探頭包括一個(gè)伽馬射線探測(cè)器陣列1、放射源2以及放射源屏蔽器3。探測(cè)器陣列1位于被測(cè)輸油管4的一側(cè)且其法線與輸油管4 軸向垂直。放射源2位于輸油管4的另一側(cè)，所述放射源屏蔽器3對(duì)放射源2進(jìn)行屏蔽。所述伽馬射線探測(cè)器陣列1由準(zhǔn)直器陣列7、閃爍晶體陣列8和光電倍增管9陣列組成。如果輸油管的截面圖像由圖像像素矩陣5組成，兩組正交的N個(gè)探測(cè)器陣列有2N探測(cè)經(jīng)跡，可以給出2N個(gè)衰減吸收方程式。為了提高每個(gè)像素的多個(gè)測(cè)量角度在截面上360°度內(nèi)分布的均勻性，本實(shí)用新型的伽馬射線截面成像裝置可以采用兩組以上的探頭組成。圖2給出了伽馬射線截面成像裝置的三探頭結(jié)構(gòu)示意圖，三組探頭位于輸油管4的同一截面，對(duì)于三組探頭，每相鄰兩組探測(cè)器陣列的旋轉(zhuǎn)角度為360° /3=120°度。如同一截面有N(N>= 3)組探頭，對(duì)于N 組探頭則每相鄰兩組探測(cè)器陣列的旋轉(zhuǎn)角度為360° /N度。圖3是伽馬射線截面成像裝置的軸向三層九探頭結(jié)構(gòu)示意圖，九組探頭分布在三個(gè)截面上，每個(gè)截面有三組探頭，在同一截面，每相鄰兩組探測(cè)器陣列1的旋轉(zhuǎn)角度為 360° /3=120°度，而且在軸向不同截面的探測(cè)器陣列都避開(kāi)其它截面的探測(cè)器陣列的探測(cè)區(qū)間，以提高有效探測(cè)區(qū)域在輸油管的截面上的覆蓋范圍。若將此九個(gè)探頭投影到同一個(gè)平面，則每相鄰兩組探頭的旋轉(zhuǎn)角度為360° /9 = 40°度。沿輸油管的軸向以一定間距設(shè)置兩套伽馬射線截面成像裝置，可以通過(guò)對(duì)瞬時(shí)截面圖像進(jìn)行連續(xù)相關(guān)運(yùn)算處理來(lái)獲取多相流的流速信息。將多相流的瞬時(shí)截面圖像在時(shí)間上實(shí)時(shí)排列起來(lái)，可以得到多相流的截面影像。該伽馬射線截面成像裝置還包括對(duì)所述瞬時(shí)截面圖像進(jìn)行處理的圖像處理部分， 本裝置示意圖1 3中對(duì)圖像處理部分未做標(biāo)示。當(dāng)平均吸收系數(shù)接近多相流中的某一相時(shí)，對(duì)瞬時(shí)截面圖像的像素進(jìn)行單一相的量子化處理，在瞬時(shí)截面圖像中的部分像素被量子化之后，重新計(jì)算各剩余像素的吸收系數(shù)的最佳值，經(jīng)過(guò)多次量子化及求最佳值的處理， 獲取多相流的相分率，從而能夠在單一伽馬能量放射源的條件下獲取多相流的相分率。圖4示出了本實(shí)用新型的使用伽馬射線截面成像裝置的油氣水多相流流量測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例，圖的上部是該實(shí)施例垂直安裝示意圖，圖的下部是該實(shí)施例水平安裝示意圖。標(biāo)號(hào)30代表輸油管計(jì)量入口端，31代表盲三通混合裝置，32代表溫度變送器，33 代表壓力變送器，35代表差壓變送器，36代表差壓式流量測(cè)量器件(如文丘里管)，34代表本實(shí)用新型的伽馬射線截面成像裝置，37代表連接管段，38代表輸油管計(jì)量出口端。該實(shí)施例的油氣水多相流測(cè)量裝置是這樣構(gòu)成的在輸油管計(jì)量入口端30依次安裝盲三通混合裝置31，伽馬射線截面成像裝置34，差壓式流量測(cè)量器件36，連接管段37， 連接管段37的出口端接輸油管計(jì)量出口端38，溫度變送器32和壓力變送器33安裝在盲三通混合裝置31上。其測(cè)量過(guò)程，從輸油管來(lái)的油氣水多相流首先進(jìn)入盲三通混合裝置31，改變多相流流態(tài)并將其混合。伽馬射線截面成像裝置34對(duì)油氣水多相流進(jìn)行截面成像，進(jìn)行圖像處理，獲取油氣水三相的相分率a。、ag> a w，差壓式流量測(cè)量器件36和差壓變送器35通過(guò)測(cè)定總流量差壓值△ P而測(cè)得總流量率Q，溫度變送器32和壓力變送器33分別測(cè)量管內(nèi)溫度和壓力；油氣水多相流經(jīng)過(guò)連接管段37進(jìn)入輸油管。所有測(cè)定數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，然后輸出油氣水多相流的各相流量率等測(cè)量結(jié)果。圖5是使用圖4所示實(shí)施例的油氣水多相流流量測(cè)量方法的流程圖。其步驟為5-1調(diào)整改變?cè)蜌馑嘞嗔髁餍土鲬B(tài)，并使其混合均勻(適用圖4所示垂直安裝實(shí)施例)；5-2用伽馬射線截面成像裝置測(cè)量油、氣、水各相的相分率a。、a g、a w5-3用相分率a。，a g，a w計(jì)算多相流的混合密度P mix ；[0051]5-4用差壓式流量測(cè)量器件(如文丘里管)測(cè)量混合均勻的油氣水三相總流量差壓值ΔΡ ；5-5測(cè)量管壓力和油氣水多相流的溫度；5-6對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，求得總流量率、油流量率、氣流量率和水流量率；計(jì)算公式為總流量率-.Q=K ^ \ Pmix[0055]油流量率=Q0=Q女α[0056]氣流量率Qg=Q女α[0057]水流量率=Qw=Q女α圖6示出了本實(shí)用新型的使用伽馬射線截面成像裝置的油氣水多相流流量測(cè)量裝置的另一個(gè)實(shí)施例，圖的上部是該實(shí)施例垂直安裝示意圖，圖的下部該實(shí)施例水平安裝示意圖。標(biāo)號(hào)30代表輸油管計(jì)量入口端，31代表盲三通混合裝置，32代表溫度變送器，33 代表壓力變送器，34代表上游伽馬射線截面成像裝置，37代表連接管段，38代表輸油管計(jì)量出口端，39代表連接管段，40代表下游伽馬射線截面成像裝置。該實(shí)施例的油氣水多相流測(cè)量裝置是這樣構(gòu)成的在輸油管計(jì)量入口端30依次安裝盲三通混合裝置31、上游伽馬射線截面成像裝置34、連接管段39、下游伽馬射線截面成像裝置40和連接管段37，連接管段37的出口端接輸油管計(jì)量出口端38，溫度變送器32 和壓力變送器33安裝在盲三通混合裝置31上。其測(cè)量過(guò)程，從輸油管來(lái)的油氣水多相流首先進(jìn)入盲三通混合裝置31，改變多相流流態(tài)并將其混合。上游伽馬射線截面成像裝置34對(duì)油氣水多相流進(jìn)行截面成像，油氣水多相流經(jīng)過(guò)連接管段39和下游伽馬射線截面成像裝置40對(duì)油氣水多相流進(jìn)行截面成像， 溫度變送器32和壓力變送器33分別測(cè)量管內(nèi)溫度和壓力；油氣水多相流經(jīng)過(guò)連接管段37 進(jìn)入輸油管。對(duì)上下游伽馬射線截面成像裝置的截面成像進(jìn)行圖像處理和互相關(guān)測(cè)量，獲取液相和氣相的互相關(guān)時(shí)間tl、tg，含氣率(GVF)以及液相中的含水率(WC)，所有測(cè)定數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，然后輸出油氣水多相流的各相流量率等測(cè)量結(jié)果。圖7是使用圖6所示實(shí)施例的油氣水多相流流量測(cè)量方法的流程圖，其步驟為7-1)根據(jù)上下游伽馬射線截面成像裝置的成像結(jié)果，測(cè)量得到含氣率(GVF)和液相中的含水率(WC)，并利用互相關(guān)方法測(cè)量得到液相和氣相互相關(guān)時(shí)間tl、tg ；7-2)計(jì)算液相流速Vl = L/tl ；7-3)計(jì)算氣相流速Vg = L/tg ；7-4)計(jì)算液流量率 Gl1 = Vl * S * (I-GVF)；7-5)計(jì)算氣流量率 ％ = Vg * S * GVF ；7-6)計(jì)算油流量率 Q0 = A * (I-WC)；7-7)計(jì)算水流量率 Glw = Gl1 * WC ；其中L代表上下游伽馬射線截面成像裝置的距離，S代表油管的橫截面積。
權(quán)利要求1.一種用于輸油管中的多相流的伽馬射線截面成像裝置，其特征在于該伽馬射線截面成像裝置由至少兩組探頭組成，每組探頭包括一個(gè)伽馬射線探測(cè)器陣列、放射源、放射源屏蔽器；所述探測(cè)器陣列位于被測(cè)輸油管的一側(cè)且其法線與輸油管軸向垂直；所述放射源位于輸油管的另一側(cè)；所述放射源屏蔽器對(duì)所述放射源進(jìn)行屏蔽；每組探頭所包括的伽馬射線探測(cè)器陣列確定多個(gè)探測(cè)區(qū)間，每個(gè)探測(cè)區(qū)間由伽馬射線探測(cè)器陣列中的一個(gè)探測(cè)器來(lái)確定，每個(gè)探測(cè)區(qū)間都能夠獲得伽馬射線的平均吸收系數(shù)，以同時(shí)獲取不同探測(cè)區(qū)間的平均吸收系數(shù)，從而得到多相流的瞬時(shí)截面圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伽馬射線截面成像裝置，其特征在于所述伽馬射線探測(cè)器陣列由準(zhǔn)直器陣列、閃爍晶體陣列和光電倍增管陣列組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伽馬射線截面成像裝置，其特征在于所述閃爍晶體陣列和光電倍增管陣列能夠被替換為半導(dǎo)體射線探測(cè)器，或者相應(yīng)地被替換為閃爍晶體和位置靈敏的光電倍增管或半導(dǎo)體光電倍增管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伽馬射線截面成像裝置，其特征在于所述伽馬射線截面成像裝置由兩組位于同一截面位置的探頭正交組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伽馬射線截面成像裝置，其特征在于所述伽馬射線截面成像裝置由N組位于同一截面位置的探頭組成，每相鄰兩組探頭的旋轉(zhuǎn)角度為360° /N，其中，N >= 3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伽馬射線截面成像裝置，其特征在于所述伽馬射線截面成像裝置由N組探頭組成，每相鄰兩組探頭的旋轉(zhuǎn)角度為360° /N，并且所述N組探頭在軸向上相互錯(cuò)開(kāi)，以使所述N組探頭的有效探測(cè)區(qū)域相互避開(kāi)，其中，N > = 3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的伽馬射線截面成像裝置，其特征在于沿所述輸油管的軸向以一定間距設(shè)置兩套所述伽馬射線截面成像裝置，從而通過(guò)對(duì)瞬時(shí)截面圖像進(jìn)行連續(xù)相關(guān)運(yùn)算處理來(lái)獲取多相流的流速信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的伽馬射線截面成像裝置，其特征在于將多相流的瞬時(shí)截面圖像在時(shí)間上實(shí)時(shí)排列起來(lái)，從而得到多相流的截面影像。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的伽馬射線截面成像裝置，其特征在于該伽馬射線截面成像裝置還包括對(duì)所述瞬時(shí)截面圖像進(jìn)行處理的圖像處理部分，當(dāng)平均吸收系數(shù)接近多相流中的某一相時(shí)，對(duì)瞬時(shí)截面圖像的像素進(jìn)行單一相的量子化處理， 在瞬時(shí)截面圖像中的部分像素被量子化之后，重新計(jì)算各剩余像素的吸收系數(shù)的最佳值， 經(jīng)過(guò)多次量子化及求最佳值的處理，獲取多相流的相分率，從而能夠在單能放射源的條件下獲取多相流的相分率。
10.一種采用權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的伽馬射線截面成像裝置對(duì)油氣水多相流進(jìn)行測(cè)量的油氣水多相流測(cè)量裝置，其特征在于該油氣水多相流測(cè)量裝置包括在所述輸油管的計(jì)量入口端和所述輸油管的計(jì)量出口端之間依次安裝的盲三通混合裝置、 所述伽馬射線截面成像裝置、差壓式流量測(cè)量器件以及第一連接管段，在所述盲三通混合裝置上安裝有溫度變送器和壓力變送器，所述差壓式流量測(cè)量器件設(shè)置有差壓變送器，所述伽馬射線截面成像裝置對(duì)油氣水多相流進(jìn)行截面成像并進(jìn)行圖像處理，獲取油氣水三相的相分率α。、α g、Ciw，所述差壓式流量測(cè)量器件和所述差壓變送器通過(guò)測(cè)定總流量差壓值 Δ P而測(cè)得總流量率Q，所述溫度變送器和所述壓力變送器分別測(cè)量輸油管內(nèi)的溫度和壓力。
11. 一種采用權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的伽馬射線截面成像裝置對(duì)油氣水多相流進(jìn)行測(cè)量的油氣水多相流測(cè)量裝置，其特征在于該油氣水多相流測(cè)量裝置包括在所述輸油管的計(jì)量入口端和所述輸油管的計(jì)量出口端之間依次安裝的盲三通混合裝置(31)、位于輸油管的上游的伽馬射線截面成像裝置、第二連接管段、位于輸油管的下游的伽馬射線截面成像裝置以及第三連接管段，在所述盲三通混合裝置上安裝有溫度變送器和壓力變送器，位于輸油管上游的伽馬射線截面成像裝置和位于輸油管下游的伽馬射線截面成像裝置對(duì)油氣水多相流進(jìn)行截面成像并進(jìn)行圖像處理，獲取液相和氣相的互相關(guān)時(shí)間 tl、tg，含氣率GVF以及液相中的含水率WC，所述溫度變送器和所述壓力變送器分別測(cè)量輸油管內(nèi)的溫度和壓力。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于輸油管中的多相流的伽馬射線截面成像裝置。該伽馬射線截面成像裝置由至少兩組探頭組成，每組探頭包括一個(gè)伽馬射線探測(cè)器陣列、放射源、放射源屏蔽器；所述探測(cè)器陣列位于被測(cè)輸油管的一側(cè)且其法線與輸油管軸向垂直；所述放射源位于輸油管的另一側(cè)；所述放射源屏蔽器對(duì)所述放射源進(jìn)行屏蔽；每組探頭所包括的伽馬射線探測(cè)器陣列確定多個(gè)探測(cè)區(qū)間，每個(gè)探測(cè)區(qū)間由伽馬射線探測(cè)器陣列中的一個(gè)探測(cè)器來(lái)確定，每個(gè)探測(cè)區(qū)間都能夠獲得伽馬射線的平均吸收系數(shù)，以同時(shí)獲取不同探測(cè)區(qū)間的平均吸收系數(shù)，從而得到多相流的瞬時(shí)截面圖像。本實(shí)用新型還涉及兩種油氣水多相流測(cè)量裝置。
文檔編號(hào)G01P5/22GK202093040SQ201120023679
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月25日
發(fā)明者余海, 葉俊杰, 李洪弟, 陳繼革 申請(qǐng)人:蘭州海默科技股份有限公司